ikev2: announce both 'ESN' and 'No ESN'
[vpp.git] / src / plugins / ikev2 / ikev2.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this file except in compliance with the License.
5  * You may obtain a copy of the License at:
6  *
7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8  *
9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12  * See the License for the specific language governing permissions and
13  * limitations under the License.
14  */
15
16 #include <vlib/vlib.h>
17 #include <vlib/unix/plugin.h>
18 #include <vlibmemory/api.h>
19 #include <vpp/app/version.h>
20 #include <vnet/vnet.h>
21 #include <vnet/pg/pg.h>
22 #include <vppinfra/error.h>
23 #include <vppinfra/random.h>
24 #include <vnet/udp/udp.h>
25 #include <vnet/ipsec/ipsec.h>
26 #include <vnet/ipsec/ipsec_tun.h>
27 #include <vnet/ipip/ipip.h>
28 #include <plugins/ikev2/ikev2.h>
29 #include <plugins/ikev2/ikev2_priv.h>
30 #include <openssl/sha.h>
31 #include <vnet/ipsec/ipsec_punt.h>
32
33 #define IKEV2_LIVENESS_RETRIES 3
34 #define IKEV2_LIVENESS_PERIOD_CHECK 30
35
36 ikev2_main_t ikev2_main;
37
38 static int ikev2_delete_tunnel_interface (vnet_main_t * vnm,
39                                           ikev2_sa_t * sa,
40                                           ikev2_child_sa_t * child);
41
42 #define ikev2_set_state(sa, v) do { \
43     (sa)->state = v; \
44     ikev2_elog_sa_state("ispi %lx SA state changed to " #v, sa->ispi); \
45   } while(0);
46
47 typedef struct
48 {
49   u32 next_index;
50   u32 sw_if_index;
51 } ikev2_trace_t;
52
53 static u8 *
54 format_ikev2_trace (u8 * s, va_list * args)
55 {
56   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
57   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
58   ikev2_trace_t *t = va_arg (*args, ikev2_trace_t *);
59
60   s = format (s, "ikev2: sw_if_index %d, next index %d",
61               t->sw_if_index, t->next_index);
62   return s;
63 }
64
65 static vlib_node_registration_t ikev2_node;
66
67 #define foreach_ikev2_error \
68 _(PROCESSED, "IKEv2 packets processed") \
69 _(IKE_SA_INIT_RETRANSMIT, "IKE_SA_INIT retransmit ") \
70 _(IKE_SA_INIT_IGNORE, "IKE_SA_INIT ignore (IKE SA already auth)") \
71 _(IKE_REQ_RETRANSMIT, "IKE request retransmit") \
72 _(IKE_REQ_IGNORE, "IKE request ignore (old msgid)") \
73 _(NOT_IKEV2, "Non IKEv2 packets received")
74
75 typedef enum
76 {
77 #define _(sym,str) IKEV2_ERROR_##sym,
78   foreach_ikev2_error
79 #undef _
80     IKEV2_N_ERROR,
81 } ikev2_error_t;
82
83 static char *ikev2_error_strings[] = {
84 #define _(sym,string) string,
85   foreach_ikev2_error
86 #undef _
87 };
88
89 typedef enum
90 {
91   IKEV2_NEXT_IP4_LOOKUP,
92   IKEV2_NEXT_ERROR_DROP,
93   IKEV2_N_NEXT,
94 } ikev2_next_t;
95
96 typedef u32 ikev2_non_esp_marker;
97
98 static_always_inline u16
99 ikev2_get_port (ikev2_sa_t * sa)
100 {
101   return sa->natt ? IKEV2_PORT_NATT : IKEV2_PORT;
102 }
103
104 static_always_inline int
105 ikev2_insert_non_esp_marker (ike_header_t * ike, int len)
106 {
107   memmove ((u8 *) ike + sizeof (ikev2_non_esp_marker), ike, len);
108   clib_memset (ike, 0, sizeof (ikev2_non_esp_marker));
109   return len + sizeof (ikev2_non_esp_marker);
110 }
111
112 static ikev2_sa_transform_t *
113 ikev2_find_transform_data (ikev2_sa_transform_t * t)
114 {
115   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
116   ikev2_sa_transform_t *td;
117
118   vec_foreach (td, km->supported_transforms)
119   {
120     if (td->type != t->type)
121       continue;
122
123     if (td->transform_id != t->transform_id)
124       continue;
125
126     if (td->type == IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR)
127       {
128         if (vec_len (t->attrs) != 4 || t->attrs[0] != 0x80
129             || t->attrs[1] != 14)
130           continue;
131
132         if (((t->attrs[2] << 8 | t->attrs[3]) / 8) != td->key_len)
133           continue;
134       }
135     return td;
136   }
137   return 0;
138 }
139
140 static ikev2_sa_proposal_t *
141 ikev2_select_proposal (ikev2_sa_proposal_t * proposals,
142                        ikev2_protocol_id_t prot_id)
143 {
144   ikev2_sa_proposal_t *rv = 0;
145   ikev2_sa_proposal_t *proposal;
146   ikev2_sa_transform_t *transform, *new_t;
147   u8 mandatory_bitmap, optional_bitmap;
148
149   if (prot_id == IKEV2_PROTOCOL_IKE)
150     {
151       mandatory_bitmap = (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR) |
152         (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_PRF) |
153         (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG) | (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_DH);
154       optional_bitmap = mandatory_bitmap;
155     }
156   else if (prot_id == IKEV2_PROTOCOL_ESP)
157     {
158       mandatory_bitmap = (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR) |
159         (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ESN);
160       optional_bitmap = mandatory_bitmap |
161         (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG) | (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_DH);
162     }
163   else if (prot_id == IKEV2_PROTOCOL_AH)
164     {
165       mandatory_bitmap = (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG) |
166         (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ESN);
167       optional_bitmap = mandatory_bitmap | (1 << IKEV2_TRANSFORM_TYPE_DH);
168     }
169   else
170     return 0;
171
172   vec_add2 (rv, proposal, 1);
173
174   vec_foreach (proposal, proposals)
175   {
176     u8 bitmap = 0;
177     if (proposal->protocol_id != prot_id)
178       continue;
179
180     vec_foreach (transform, proposal->transforms)
181     {
182       if ((1 << transform->type) & bitmap)
183         continue;
184
185       if (ikev2_find_transform_data (transform))
186         {
187           bitmap |= 1 << transform->type;
188           vec_add2 (rv->transforms, new_t, 1);
189           clib_memcpy_fast (new_t, transform, sizeof (*new_t));
190           new_t->attrs = vec_dup (transform->attrs);
191         }
192     }
193
194     if ((bitmap & mandatory_bitmap) == mandatory_bitmap &&
195         (bitmap & ~optional_bitmap) == 0)
196       {
197         rv->proposal_num = proposal->proposal_num;
198         rv->protocol_id = proposal->protocol_id;
199         RAND_bytes ((u8 *) & rv->spi, sizeof (rv->spi));
200         goto done;
201       }
202     else
203       {
204         vec_free (rv->transforms);
205       }
206   }
207
208   vec_free (rv);
209 done:
210   return rv;
211 }
212
213 ikev2_sa_transform_t *
214 ikev2_sa_get_td_for_type (ikev2_sa_proposal_t * p,
215                           ikev2_transform_type_t type)
216 {
217   ikev2_sa_transform_t *t;
218
219   if (!p)
220     return 0;
221
222   vec_foreach (t, p->transforms)
223   {
224     if (t->type == type)
225       return ikev2_find_transform_data (t);
226   }
227   return 0;
228 }
229
230 ikev2_child_sa_t *
231 ikev2_sa_get_child (ikev2_sa_t * sa, u32 spi, ikev2_protocol_id_t prot_id,
232                     int by_initiator)
233 {
234   ikev2_child_sa_t *c;
235   vec_foreach (c, sa->childs)
236   {
237     ikev2_sa_proposal_t *proposal =
238       by_initiator ? &c->i_proposals[0] : &c->r_proposals[0];
239     if (proposal && proposal->spi == spi && proposal->protocol_id == prot_id)
240       return c;
241   }
242
243   return 0;
244 }
245
246 void
247 ikev2_sa_free_proposal_vector (ikev2_sa_proposal_t ** v)
248 {
249   ikev2_sa_proposal_t *p;
250   ikev2_sa_transform_t *t;
251
252   if (!*v)
253     return;
254
255   vec_foreach (p, *v)
256   {
257     vec_foreach (t, p->transforms)
258     {
259       vec_free (t->attrs);
260     }
261     vec_free (p->transforms);
262   }
263   vec_free (*v);
264 };
265
266 static void
267 ikev2_sa_free_child_sa (ikev2_child_sa_t * c)
268 {
269   ikev2_sa_free_proposal_vector (&c->r_proposals);
270   ikev2_sa_free_proposal_vector (&c->i_proposals);
271   vec_free (c->sk_ai);
272   vec_free (c->sk_ar);
273   vec_free (c->sk_ei);
274   vec_free (c->sk_er);
275   vec_free (c->tsi);
276   vec_free (c->tsr);
277 }
278
279 static void
280 ikev2_sa_free_all_child_sa (ikev2_child_sa_t ** childs)
281 {
282   ikev2_child_sa_t *c;
283   vec_foreach (c, *childs) ikev2_sa_free_child_sa (c);
284
285   vec_free (*childs);
286 }
287
288 static void
289 ikev2_sa_del_child_sa (ikev2_sa_t * sa, ikev2_child_sa_t * child)
290 {
291   ikev2_sa_free_child_sa (child);
292   vec_del1 (sa->childs, child - sa->childs);
293 }
294
295 static void
296 ikev2_sa_free_all_vec (ikev2_sa_t * sa)
297 {
298   vec_free (sa->i_nonce);
299   vec_free (sa->i_dh_data);
300   vec_free (sa->dh_shared_key);
301   vec_free (sa->dh_private_key);
302
303   ikev2_sa_free_proposal_vector (&sa->r_proposals);
304   ikev2_sa_free_proposal_vector (&sa->i_proposals);
305
306   vec_free (sa->sk_d);
307   vec_free (sa->sk_ai);
308   vec_free (sa->sk_ar);
309   vec_free (sa->sk_ei);
310   vec_free (sa->sk_er);
311   vec_free (sa->sk_pi);
312   vec_free (sa->sk_pr);
313
314   vec_free (sa->i_id.data);
315   vec_free (sa->i_auth.data);
316   vec_free (sa->r_id.data);
317   vec_free (sa->r_auth.data);
318   if (sa->r_auth.key)
319     EVP_PKEY_free (sa->r_auth.key);
320
321   vec_free (sa->del);
322
323   ikev2_sa_free_all_child_sa (&sa->childs);
324 }
325
326 static void
327 ikev2_delete_sa (ikev2_sa_t * sa)
328 {
329   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
330   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
331   uword *p;
332
333   ikev2_sa_free_all_vec (sa);
334
335   p = hash_get (km->per_thread_data[thread_index].sa_by_rspi, sa->rspi);
336   if (p)
337     {
338       hash_unset (km->per_thread_data[thread_index].sa_by_rspi, sa->rspi);
339       pool_put (km->per_thread_data[thread_index].sas, sa);
340     }
341 }
342
343 static void
344 ikev2_generate_sa_init_data (ikev2_sa_t * sa)
345 {
346   ikev2_sa_transform_t *t = 0, *t2;
347   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
348
349   if (sa->dh_group == IKEV2_TRANSFORM_DH_TYPE_NONE)
350     {
351       return;
352     }
353
354   /* check if received DH group is on our list of supported groups */
355   vec_foreach (t2, km->supported_transforms)
356   {
357     if (t2->type == IKEV2_TRANSFORM_TYPE_DH && sa->dh_group == t2->dh_type)
358       {
359         t = t2;
360         break;
361       }
362   }
363
364   if (!t)
365     {
366       sa->dh_group = IKEV2_TRANSFORM_DH_TYPE_NONE;
367       return;
368     }
369
370   if (sa->is_initiator)
371     {
372       /* generate rspi */
373       RAND_bytes ((u8 *) & sa->ispi, 8);
374
375       /* generate nonce */
376       sa->i_nonce = vec_new (u8, IKEV2_NONCE_SIZE);
377       RAND_bytes ((u8 *) sa->i_nonce, IKEV2_NONCE_SIZE);
378     }
379   else
380     {
381       /* generate rspi */
382       RAND_bytes ((u8 *) & sa->rspi, 8);
383
384       /* generate nonce */
385       sa->r_nonce = vec_new (u8, IKEV2_NONCE_SIZE);
386       RAND_bytes ((u8 *) sa->r_nonce, IKEV2_NONCE_SIZE);
387     }
388
389   /* generate dh keys */
390   ikev2_generate_dh (sa, t);
391
392 }
393
394 static void
395 ikev2_complete_sa_data (ikev2_sa_t * sa, ikev2_sa_t * sai)
396 {
397   ikev2_sa_transform_t *t = 0, *t2;
398   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
399
400   /*move some data to the new SA */
401 #define _(A) ({void* __tmp__ = (A); (A) = 0; __tmp__;})
402   sa->i_nonce = _(sai->i_nonce);
403   sa->i_dh_data = _(sai->i_dh_data);
404   sa->dh_private_key = _(sai->dh_private_key);
405   sa->iaddr.as_u32 = sai->iaddr.as_u32;
406   sa->raddr.as_u32 = sai->raddr.as_u32;
407   sa->is_initiator = sai->is_initiator;
408   sa->i_id.type = sai->i_id.type;
409   sa->profile_index = sai->profile_index;
410   sa->tun_itf = sai->tun_itf;
411   sa->is_tun_itf_set = sai->is_tun_itf_set;
412   sa->i_id.data = _(sai->i_id.data);
413   sa->i_auth.method = sai->i_auth.method;
414   sa->i_auth.hex = sai->i_auth.hex;
415   sa->i_auth.data = _(sai->i_auth.data);
416   sa->i_auth.key = _(sai->i_auth.key);
417   sa->last_sa_init_req_packet_data = _(sai->last_sa_init_req_packet_data);
418   sa->childs = _(sai->childs);
419   sa->udp_encap = sai->udp_encap;
420   sa->ipsec_over_udp_port = sai->ipsec_over_udp_port;
421   sa->dst_port = sai->dst_port;
422   sa->sw_if_index = sai->sw_if_index;
423 #undef _
424
425
426   if (sa->dh_group == IKEV2_TRANSFORM_DH_TYPE_NONE)
427     {
428       return;
429     }
430
431   /* check if received DH group is on our list of supported groups */
432   vec_foreach (t2, km->supported_transforms)
433   {
434     if (t2->type == IKEV2_TRANSFORM_TYPE_DH && sa->dh_group == t2->dh_type)
435       {
436         t = t2;
437         break;
438       }
439   }
440
441   if (!t)
442     {
443       sa->dh_group = IKEV2_TRANSFORM_DH_TYPE_NONE;
444       return;
445     }
446
447
448   /* generate dh keys */
449   ikev2_complete_dh (sa, t);
450
451 }
452
453 static void
454 ikev2_calc_keys (ikev2_sa_t * sa)
455 {
456   u8 *tmp;
457   /* calculate SKEYSEED = prf(Ni | Nr, g^ir) */
458   u8 *skeyseed = 0;
459   u8 *s = 0;
460   u16 integ_key_len = 0;
461   ikev2_sa_transform_t *tr_encr, *tr_prf, *tr_integ;
462   tr_encr =
463     ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR);
464   tr_prf =
465     ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_PRF);
466   tr_integ =
467     ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG);
468
469   if (tr_integ)
470     integ_key_len = tr_integ->key_len;
471
472   vec_append (s, sa->i_nonce);
473   vec_append (s, sa->r_nonce);
474   skeyseed = ikev2_calc_prf (tr_prf, s, sa->dh_shared_key);
475
476   /* Calculate S = Ni | Nr | SPIi | SPIr */
477   u64 *spi;
478   vec_add2 (s, tmp, 2 * sizeof (*spi));
479   spi = (u64 *) tmp;
480   spi[0] = clib_host_to_net_u64 (sa->ispi);
481   spi[1] = clib_host_to_net_u64 (sa->rspi);
482
483   /* calculate PRFplus */
484   u8 *keymat;
485   int len = tr_prf->key_trunc + /* SK_d */
486     integ_key_len * 2 +         /* SK_ai, SK_ar */
487     tr_encr->key_len * 2 +      /* SK_ei, SK_er */
488     tr_prf->key_len * 2;        /* SK_pi, SK_pr */
489
490   keymat = ikev2_calc_prfplus (tr_prf, skeyseed, s, len);
491   vec_free (skeyseed);
492   vec_free (s);
493
494   int pos = 0;
495
496   /* SK_d */
497   sa->sk_d = vec_new (u8, tr_prf->key_trunc);
498   clib_memcpy_fast (sa->sk_d, keymat + pos, tr_prf->key_trunc);
499   pos += tr_prf->key_trunc;
500
501   if (integ_key_len)
502     {
503       /* SK_ai */
504       sa->sk_ai = vec_new (u8, integ_key_len);
505       clib_memcpy_fast (sa->sk_ai, keymat + pos, integ_key_len);
506       pos += integ_key_len;
507
508       /* SK_ar */
509       sa->sk_ar = vec_new (u8, integ_key_len);
510       clib_memcpy_fast (sa->sk_ar, keymat + pos, integ_key_len);
511       pos += integ_key_len;
512     }
513
514   /* SK_ei */
515   sa->sk_ei = vec_new (u8, tr_encr->key_len);
516   clib_memcpy_fast (sa->sk_ei, keymat + pos, tr_encr->key_len);
517   pos += tr_encr->key_len;
518
519   /* SK_er */
520   sa->sk_er = vec_new (u8, tr_encr->key_len);
521   clib_memcpy_fast (sa->sk_er, keymat + pos, tr_encr->key_len);
522   pos += tr_encr->key_len;
523
524   /* SK_pi */
525   sa->sk_pi = vec_new (u8, tr_prf->key_len);
526   clib_memcpy_fast (sa->sk_pi, keymat + pos, tr_prf->key_len);
527   pos += tr_prf->key_len;
528
529   /* SK_pr */
530   sa->sk_pr = vec_new (u8, tr_prf->key_len);
531   clib_memcpy_fast (sa->sk_pr, keymat + pos, tr_prf->key_len);
532   pos += tr_prf->key_len;
533
534   vec_free (keymat);
535 }
536
537 static void
538 ikev2_calc_child_keys (ikev2_sa_t * sa, ikev2_child_sa_t * child)
539 {
540   u8 *s = 0;
541   u16 integ_key_len = 0;
542   u8 salt_len = 0;
543
544   ikev2_sa_transform_t *tr_prf, *ctr_encr, *ctr_integ;
545   tr_prf =
546     ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_PRF);
547   ctr_encr =
548     ikev2_sa_get_td_for_type (child->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR);
549   ctr_integ =
550     ikev2_sa_get_td_for_type (child->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG);
551
552   if (ctr_integ)
553     integ_key_len = ctr_integ->key_len;
554   else
555     salt_len = sizeof (u32);
556
557   vec_append (s, sa->i_nonce);
558   vec_append (s, sa->r_nonce);
559   /* calculate PRFplus */
560   u8 *keymat;
561   int len = ctr_encr->key_len * 2 + integ_key_len * 2 + salt_len * 2;
562
563   keymat = ikev2_calc_prfplus (tr_prf, sa->sk_d, s, len);
564
565   int pos = 0;
566
567   /* SK_ei */
568   child->sk_ei = vec_new (u8, ctr_encr->key_len);
569   clib_memcpy_fast (child->sk_ei, keymat + pos, ctr_encr->key_len);
570   pos += ctr_encr->key_len;
571
572   if (ctr_integ)
573     {
574       /* SK_ai */
575       child->sk_ai = vec_new (u8, ctr_integ->key_len);
576       clib_memcpy_fast (child->sk_ai, keymat + pos, ctr_integ->key_len);
577       pos += ctr_integ->key_len;
578     }
579   else
580     {
581       clib_memcpy (&child->salt_ei, keymat + pos, salt_len);
582       pos += salt_len;
583     }
584
585   /* SK_er */
586   child->sk_er = vec_new (u8, ctr_encr->key_len);
587   clib_memcpy_fast (child->sk_er, keymat + pos, ctr_encr->key_len);
588   pos += ctr_encr->key_len;
589
590   if (ctr_integ)
591     {
592       /* SK_ar */
593       child->sk_ar = vec_new (u8, integ_key_len);
594       clib_memcpy_fast (child->sk_ar, keymat + pos, integ_key_len);
595       pos += integ_key_len;
596     }
597   else
598     {
599       clib_memcpy (&child->salt_er, keymat + pos, salt_len);
600       pos += salt_len;
601     }
602
603   ASSERT (pos == len);
604
605   vec_free (keymat);
606 }
607
608 static_always_inline u8 *
609 ikev2_compute_nat_sha1 (u64 ispi, u64 rspi, u32 ip, u16 port)
610 {
611   /* ispi, rspi, ip, port */
612   u8 buf[8 + 8 + 4 + 2];
613   u8 *res = vec_new (u8, 20);
614
615   clib_memcpy_fast (&buf[0], &ispi, sizeof (ispi));
616   clib_memcpy_fast (&buf[8], &rspi, sizeof (rspi));
617   clib_memcpy_fast (&buf[8 + 8], &ip, sizeof (ip));
618   clib_memcpy_fast (&buf[8 + 8 + 4], &port, sizeof (port));
619   SHA1 (buf, sizeof (buf), res);
620   return res;
621 }
622
623 static void
624 ikev2_process_sa_init_req (vlib_main_t * vm, ikev2_sa_t * sa,
625                            ike_header_t * ike, udp_header_t * udp)
626 {
627   int p = 0;
628   u32 len = clib_net_to_host_u32 (ike->length);
629   u8 payload = ike->nextpayload;
630
631   ikev2_elog_exchange ("ispi %lx rspi %lx IKE_INIT request received "
632                        "from %d.%d.%d.%d",
633                        clib_net_to_host_u64 (ike->ispi),
634                        clib_net_to_host_u64 (ike->rspi), sa->iaddr.as_u32);
635
636   sa->ispi = clib_net_to_host_u64 (ike->ispi);
637
638   /* store whole IKE payload - needed for PSK auth */
639   vec_free (sa->last_sa_init_req_packet_data);
640   vec_add (sa->last_sa_init_req_packet_data, ike, len);
641
642   while (p < len && payload != IKEV2_PAYLOAD_NONE)
643     {
644       ike_payload_header_t *ikep = (ike_payload_header_t *) & ike->payload[p];
645       u32 plen = clib_net_to_host_u16 (ikep->length);
646
647       if (plen < sizeof (ike_payload_header_t))
648         return;
649
650       if (payload == IKEV2_PAYLOAD_SA)
651         {
652           ikev2_sa_free_proposal_vector (&sa->i_proposals);
653           sa->i_proposals = ikev2_parse_sa_payload (ikep);
654         }
655       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_KE)
656         {
657           ike_ke_payload_header_t *ke = (ike_ke_payload_header_t *) ikep;
658           sa->dh_group = clib_net_to_host_u16 (ke->dh_group);
659           vec_free (sa->i_dh_data);
660           vec_add (sa->i_dh_data, ke->payload, plen - sizeof (*ke));
661         }
662       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_NONCE)
663         {
664           vec_free (sa->i_nonce);
665           vec_add (sa->i_nonce, ikep->payload, plen - sizeof (*ikep));
666         }
667       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_NOTIFY)
668         {
669           ikev2_notify_t *n = ikev2_parse_notify_payload (ikep);
670           if (n->msg_type == IKEV2_NOTIFY_MSG_NAT_DETECTION_SOURCE_IP)
671             {
672               u8 *src_sha =
673                 ikev2_compute_nat_sha1 (clib_net_to_host_u64 (ike->ispi), 0,
674                                         clib_net_to_host_u32 (sa->
675                                                               iaddr.as_u32),
676                                         udp->src_port);
677               if (clib_memcmp (src_sha, n->data, vec_len (src_sha)))
678                 {
679                   sa->natt = 1;
680                   ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_DEBUG, "ispi %lx initiator"
681                                    " behind NAT", sa->ispi);
682                 }
683               vec_free (src_sha);
684             }
685           else if (n->msg_type ==
686                    IKEV2_NOTIFY_MSG_NAT_DETECTION_DESTINATION_IP)
687             {
688               u8 *dst_sha =
689                 ikev2_compute_nat_sha1 (clib_net_to_host_u64 (ike->ispi), 0,
690                                         clib_net_to_host_u32 (sa->
691                                                               raddr.as_u32),
692                                         udp->dst_port);
693               if (clib_memcmp (dst_sha, n->data, vec_len (dst_sha)))
694                 {
695                   sa->natt = 1;
696                   ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_DEBUG, "ispi %lx responder"
697                                    " (self) behind NAT", sa->ispi);
698                 }
699               vec_free (dst_sha);
700             }
701           vec_free (n);
702         }
703       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_VENDOR)
704         {
705           ikev2_parse_vendor_payload (ikep);
706         }
707       else
708         {
709           ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_ERROR, "Unknown payload! type=%d",
710                            payload);
711           if (ikep->flags & IKEV2_PAYLOAD_FLAG_CRITICAL)
712             {
713               ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE);
714               sa->unsupported_cp = payload;
715               return;
716             }
717         }
718
719       payload = ikep->nextpayload;
720       p += plen;
721     }
722
723   ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_SA_INIT);
724 }
725
726 static void
727 ikev2_process_sa_init_resp (vlib_main_t * vm, ikev2_sa_t * sa,
728                             ike_header_t * ike, udp_header_t * udp)
729 {
730   int p = 0;
731   u32 len = clib_net_to_host_u32 (ike->length);
732   u8 payload = ike->nextpayload;
733
734   sa->ispi = clib_net_to_host_u64 (ike->ispi);
735   sa->rspi = clib_net_to_host_u64 (ike->rspi);
736
737   ikev2_elog_exchange ("ispi %lx rspi %lx IKE_INIT response received "
738                        "from %d.%d.%d.%d", sa->ispi, sa->rspi,
739                        sa->raddr.as_u32);
740
741   /* store whole IKE payload - needed for PSK auth */
742   vec_free (sa->last_sa_init_res_packet_data);
743   vec_add (sa->last_sa_init_res_packet_data, ike, len);
744
745   while (p < len && payload != IKEV2_PAYLOAD_NONE)
746     {
747       ike_payload_header_t *ikep = (ike_payload_header_t *) & ike->payload[p];
748       u32 plen = clib_net_to_host_u16 (ikep->length);
749
750       if (plen < sizeof (ike_payload_header_t))
751         return;
752
753       if (payload == IKEV2_PAYLOAD_SA)
754         {
755           ikev2_sa_free_proposal_vector (&sa->r_proposals);
756           sa->r_proposals = ikev2_parse_sa_payload (ikep);
757           if (sa->r_proposals)
758             {
759               ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_SA_INIT);
760               ike->msgid =
761                 clib_host_to_net_u32 (clib_net_to_host_u32 (ike->msgid) + 1);
762             }
763         }
764       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_KE)
765         {
766           ike_ke_payload_header_t *ke = (ike_ke_payload_header_t *) ikep;
767           sa->dh_group = clib_net_to_host_u16 (ke->dh_group);
768           vec_free (sa->r_dh_data);
769           vec_add (sa->r_dh_data, ke->payload, plen - sizeof (*ke));
770         }
771       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_NONCE)
772         {
773           vec_free (sa->r_nonce);
774           vec_add (sa->r_nonce, ikep->payload, plen - sizeof (*ikep));
775         }
776       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_NOTIFY)
777         {
778           ikev2_notify_t *n = ikev2_parse_notify_payload (ikep);
779           if (n->msg_type == IKEV2_NOTIFY_MSG_NAT_DETECTION_SOURCE_IP)
780             {
781               u8 *src_sha = ikev2_compute_nat_sha1 (ike->ispi,
782                                                     ike->rspi,
783                                                     clib_net_to_host_u32
784                                                     (sa->raddr.as_u32),
785                                                     udp->src_port);
786               if (clib_memcmp (src_sha, n->data, vec_len (src_sha)))
787                 {
788                   ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_DEBUG, "ispi %lx responder"
789                                    " behind NAT, unsupported", sa->ispi);
790                 }
791               vec_free (src_sha);
792             }
793           else if (n->msg_type ==
794                    IKEV2_NOTIFY_MSG_NAT_DETECTION_DESTINATION_IP)
795             {
796               u8 *dst_sha = ikev2_compute_nat_sha1 (ike->ispi,
797                                                     ike->rspi,
798                                                     sa->iaddr.as_u32,
799                                                     udp->dst_port);
800               if (clib_memcmp (dst_sha, n->data, vec_len (dst_sha)))
801                 {
802                   sa->natt = 1;
803                   ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_DEBUG, "ispi %lx initiator"
804                                    " (self) behind NAT", sa->ispi);
805                 }
806               vec_free (dst_sha);
807             }
808           vec_free (n);
809         }
810       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_VENDOR)
811         {
812           ikev2_parse_vendor_payload (ikep);
813         }
814       else
815         {
816           ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_ERROR, "Unknown payload! type=%d",
817                            payload);
818           if (ikep->flags & IKEV2_PAYLOAD_FLAG_CRITICAL)
819             {
820               ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE);
821               sa->unsupported_cp = payload;
822               return;
823             }
824         }
825
826       payload = ikep->nextpayload;
827       p += plen;
828     }
829 }
830
831 static u8 *
832 ikev2_decrypt_sk_payload (ikev2_sa_t * sa, ike_header_t * ike, u8 * payload)
833 {
834   int p = 0;
835   u8 last_payload = 0;
836   u8 *hmac = 0;
837   u32 len = clib_net_to_host_u32 (ike->length);
838   ike_payload_header_t *ikep = 0;
839   u32 plen = 0;
840   ikev2_sa_transform_t *tr_integ;
841   tr_integ =
842     ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG);
843
844   if (!sa->sk_ar || !sa->sk_ai)
845     return 0;
846
847   while (p < len &&
848          *payload != IKEV2_PAYLOAD_NONE && last_payload != IKEV2_PAYLOAD_SK)
849     {
850       ikep = (ike_payload_header_t *) & ike->payload[p];
851       plen = clib_net_to_host_u16 (ikep->length);
852
853       if (plen < sizeof (*ikep))
854         return 0;
855
856       if (*payload == IKEV2_PAYLOAD_SK)
857         {
858           last_payload = *payload;
859         }
860       else
861         {
862           ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_ERROR, "Unknown payload! type=%d",
863                            *payload);
864           if (ikep->flags & IKEV2_PAYLOAD_FLAG_CRITICAL)
865             {
866               sa->unsupported_cp = *payload;
867               return 0;
868             }
869         }
870
871       *payload = ikep->nextpayload;
872       p += plen;
873     }
874
875   if (last_payload != IKEV2_PAYLOAD_SK)
876     {
877       ikev2_elog_error ("Last payload must be SK");
878       return 0;
879     }
880
881   hmac =
882     ikev2_calc_integr (tr_integ, sa->is_initiator ? sa->sk_ar : sa->sk_ai,
883                        (u8 *) ike, len - tr_integ->key_trunc);
884
885   plen = plen - sizeof (*ikep) - tr_integ->key_trunc;
886
887   if (memcmp (hmac, &ikep->payload[plen], tr_integ->key_trunc))
888     {
889       ikev2_elog_error ("message integrity check failed");
890       vec_free (hmac);
891       return 0;
892     }
893   vec_free (hmac);
894
895   return ikev2_decrypt_data (sa, ikep->payload, plen);
896 }
897
898 static void
899 ikev2_initial_contact_cleanup (ikev2_sa_t * sa)
900 {
901   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
902   ikev2_sa_t *tmp;
903   u32 i, *delete = 0;
904   ikev2_child_sa_t *c;
905   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
906
907   if (!sa->initial_contact)
908     return;
909
910   /* find old IKE SAs with the same authenticated identity */
911   /* *INDENT-OFF* */
912   pool_foreach (tmp, km->per_thread_data[thread_index].sas, ({
913         if (tmp->i_id.type != sa->i_id.type ||
914             vec_len(tmp->i_id.data) != vec_len(sa->i_id.data) ||
915             memcmp(sa->i_id.data, tmp->i_id.data, vec_len(sa->i_id.data)))
916           continue;
917
918         if (sa->rspi != tmp->rspi)
919           vec_add1(delete, tmp - km->per_thread_data[thread_index].sas);
920   }));
921   /* *INDENT-ON* */
922
923   for (i = 0; i < vec_len (delete); i++)
924     {
925       tmp =
926         pool_elt_at_index (km->per_thread_data[thread_index].sas, delete[i]);
927       vec_foreach (c,
928                    tmp->childs) ikev2_delete_tunnel_interface (km->vnet_main,
929                                                                tmp, c);
930       ikev2_delete_sa (tmp);
931     }
932
933   vec_free (delete);
934   sa->initial_contact = 0;
935 }
936
937 static void
938 ikev2_process_auth_req (vlib_main_t * vm, ikev2_sa_t * sa, ike_header_t * ike)
939 {
940   ikev2_child_sa_t *first_child_sa;
941   int p = 0;
942   u8 payload = ike->nextpayload;
943   u8 *plaintext = 0;
944   ike_payload_header_t *ikep;
945   u32 plen;
946
947   ikev2_elog_exchange ("ispi %lx rspi %lx EXCHANGE_IKE_AUTH received "
948                        "from %d.%d.%d.%d", clib_host_to_net_u64 (ike->ispi),
949                        clib_host_to_net_u64 (ike->rspi),
950                        sa->is_initiator ? sa->raddr.as_u32 : sa->
951                        iaddr.as_u32);
952
953   ikev2_calc_keys (sa);
954
955   plaintext = ikev2_decrypt_sk_payload (sa, ike, &payload);
956
957   if (!plaintext)
958     {
959       if (sa->unsupported_cp)
960         ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE);
961       goto cleanup_and_exit;
962     }
963
964   /* select or create 1st child SA */
965   if (sa->is_initiator)
966     {
967       first_child_sa = &sa->childs[0];
968     }
969   else
970     {
971       ikev2_sa_free_all_child_sa (&sa->childs);
972       vec_add2 (sa->childs, first_child_sa, 1);
973     }
974
975
976   /* process encrypted payload */
977   p = 0;
978   while (p < vec_len (plaintext) && payload != IKEV2_PAYLOAD_NONE)
979     {
980       ikep = (ike_payload_header_t *) & plaintext[p];
981       plen = clib_net_to_host_u16 (ikep->length);
982
983       if (plen < sizeof (ike_payload_header_t))
984         goto cleanup_and_exit;
985
986       if (payload == IKEV2_PAYLOAD_SA)  /* 33 */
987         {
988           if (sa->is_initiator)
989             {
990               ikev2_sa_free_proposal_vector (&first_child_sa->r_proposals);
991               first_child_sa->r_proposals = ikev2_parse_sa_payload (ikep);
992             }
993           else
994             {
995               ikev2_sa_free_proposal_vector (&first_child_sa->i_proposals);
996               first_child_sa->i_proposals = ikev2_parse_sa_payload (ikep);
997             }
998         }
999       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_IDI)    /* 35 */
1000         {
1001           ike_id_payload_header_t *id = (ike_id_payload_header_t *) ikep;
1002
1003           sa->i_id.type = id->id_type;
1004           vec_free (sa->i_id.data);
1005           vec_add (sa->i_id.data, id->payload, plen - sizeof (*id));
1006         }
1007       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_IDR)    /* 36 */
1008         {
1009           ike_id_payload_header_t *id = (ike_id_payload_header_t *) ikep;
1010
1011           sa->r_id.type = id->id_type;
1012           vec_free (sa->r_id.data);
1013           vec_add (sa->r_id.data, id->payload, plen - sizeof (*id));
1014         }
1015       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_AUTH)   /* 39 */
1016         {
1017           ike_auth_payload_header_t *a = (ike_auth_payload_header_t *) ikep;
1018
1019           if (sa->is_initiator)
1020             {
1021               sa->r_auth.method = a->auth_method;
1022               vec_free (sa->r_auth.data);
1023               vec_add (sa->r_auth.data, a->payload, plen - sizeof (*a));
1024             }
1025           else
1026             {
1027               sa->i_auth.method = a->auth_method;
1028               vec_free (sa->i_auth.data);
1029               vec_add (sa->i_auth.data, a->payload, plen - sizeof (*a));
1030             }
1031         }
1032       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_NOTIFY) /* 41 */
1033         {
1034           ikev2_notify_t *n = ikev2_parse_notify_payload (ikep);
1035           if (n->msg_type == IKEV2_NOTIFY_MSG_INITIAL_CONTACT)
1036             {
1037               sa->initial_contact = 1;
1038             }
1039           vec_free (n);
1040         }
1041       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_VENDOR) /* 43 */
1042         {
1043           ikev2_parse_vendor_payload (ikep);
1044         }
1045       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_TSI)    /* 44 */
1046         {
1047           vec_free (first_child_sa->tsi);
1048           first_child_sa->tsi = ikev2_parse_ts_payload (ikep);
1049         }
1050       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_TSR)    /* 45 */
1051         {
1052           vec_free (first_child_sa->tsr);
1053           first_child_sa->tsr = ikev2_parse_ts_payload (ikep);
1054         }
1055       else
1056         {
1057           ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_ERROR, "Unknown payload! type=%d",
1058                            payload);
1059
1060           if (ikep->flags & IKEV2_PAYLOAD_FLAG_CRITICAL)
1061             {
1062               ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE);
1063               sa->unsupported_cp = payload;
1064               return;
1065             }
1066         }
1067
1068       payload = ikep->nextpayload;
1069       p += plen;
1070     }
1071
1072 cleanup_and_exit:
1073   vec_free (plaintext);
1074 }
1075
1076 static void
1077 ikev2_process_informational_req (vlib_main_t * vm, ikev2_sa_t * sa,
1078                                  ike_header_t * ike)
1079 {
1080   int p = 0;
1081   u8 payload = ike->nextpayload;
1082   u8 *plaintext = 0;
1083   ike_payload_header_t *ikep;
1084   u32 plen;
1085
1086   sa->liveness_retries = 0;
1087   ikev2_elog_exchange ("ispi %lx rspi %lx INFORMATIONAL received "
1088                        "from %d.%d.%d.%d", clib_host_to_net_u64 (ike->ispi),
1089                        clib_host_to_net_u64 (ike->rspi), sa->iaddr.as_u32);
1090
1091   plaintext = ikev2_decrypt_sk_payload (sa, ike, &payload);
1092
1093   if (!plaintext)
1094     goto cleanup_and_exit;
1095
1096   /* process encrypted payload */
1097   p = 0;
1098   while (p < vec_len (plaintext) && payload != IKEV2_PAYLOAD_NONE)
1099     {
1100       ikep = (ike_payload_header_t *) & plaintext[p];
1101       plen = clib_net_to_host_u16 (ikep->length);
1102
1103       if (plen < sizeof (ike_payload_header_t))
1104         goto cleanup_and_exit;
1105
1106       if (payload == IKEV2_PAYLOAD_NOTIFY)      /* 41 */
1107         {
1108           ikev2_notify_t *n = ikev2_parse_notify_payload (ikep);
1109           if (n->msg_type == IKEV2_NOTIFY_MSG_AUTHENTICATION_FAILED)
1110             ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_AUTH_FAILED);
1111           vec_free (n);
1112         }
1113       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_DELETE) /* 42 */
1114         {
1115           sa->del = ikev2_parse_delete_payload (ikep);
1116         }
1117       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_VENDOR) /* 43 */
1118         {
1119           ikev2_parse_vendor_payload (ikep);
1120         }
1121       else
1122         {
1123           ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_ERROR, "Unknown payload! type=%d",
1124                            payload);
1125           if (ikep->flags & IKEV2_PAYLOAD_FLAG_CRITICAL)
1126             {
1127               sa->unsupported_cp = payload;
1128               return;
1129             }
1130         }
1131
1132       payload = ikep->nextpayload;
1133       p += plen;
1134     }
1135
1136 cleanup_and_exit:
1137   vec_free (plaintext);
1138 }
1139
1140 static void
1141 ikev2_process_create_child_sa_req (vlib_main_t * vm, ikev2_sa_t * sa,
1142                                    ike_header_t * ike)
1143 {
1144   int p = 0;
1145   u8 payload = ike->nextpayload;
1146   u8 *plaintext = 0;
1147   u8 rekeying = 0;
1148   u8 nonce[IKEV2_NONCE_SIZE];
1149
1150   ike_payload_header_t *ikep;
1151   u32 plen;
1152   ikev2_notify_t *n = 0;
1153   ikev2_ts_t *tsi = 0;
1154   ikev2_ts_t *tsr = 0;
1155   ikev2_sa_proposal_t *proposal = 0;
1156   ikev2_child_sa_t *child_sa;
1157
1158   ikev2_elog_exchange ("ispi %lx rspi %lx CREATE_CHILD_SA received "
1159                        "from %d.%d.%d.%d", clib_host_to_net_u64 (ike->ispi),
1160                        clib_host_to_net_u64 (ike->rspi), sa->raddr.as_u32);
1161
1162   plaintext = ikev2_decrypt_sk_payload (sa, ike, &payload);
1163
1164   if (!plaintext)
1165     goto cleanup_and_exit;
1166
1167   /* process encrypted payload */
1168   p = 0;
1169   while (p < vec_len (plaintext) && payload != IKEV2_PAYLOAD_NONE)
1170     {
1171       ikep = (ike_payload_header_t *) & plaintext[p];
1172       plen = clib_net_to_host_u16 (ikep->length);
1173
1174       if (plen < sizeof (ike_payload_header_t))
1175         goto cleanup_and_exit;
1176
1177       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_SA)
1178         {
1179           proposal = ikev2_parse_sa_payload (ikep);
1180         }
1181       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_NOTIFY)
1182         {
1183           n = ikev2_parse_notify_payload (ikep);
1184           if (n->msg_type == IKEV2_NOTIFY_MSG_REKEY_SA)
1185             {
1186               rekeying = 1;
1187             }
1188         }
1189       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_DELETE)
1190         {
1191           sa->del = ikev2_parse_delete_payload (ikep);
1192         }
1193       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_VENDOR)
1194         {
1195           ikev2_parse_vendor_payload (ikep);
1196         }
1197       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_NONCE)
1198         {
1199           clib_memcpy_fast (nonce, ikep->payload, plen - sizeof (*ikep));
1200         }
1201       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_TSI)
1202         {
1203           tsi = ikev2_parse_ts_payload (ikep);
1204         }
1205       else if (payload == IKEV2_PAYLOAD_TSR)
1206         {
1207           tsr = ikev2_parse_ts_payload (ikep);
1208         }
1209       else
1210         {
1211           ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_ERROR, "Unknown payload! type=%d",
1212                            payload);
1213           if (ikep->flags & IKEV2_PAYLOAD_FLAG_CRITICAL)
1214             {
1215               sa->unsupported_cp = payload;
1216               goto cleanup_and_exit;
1217             }
1218         }
1219
1220       payload = ikep->nextpayload;
1221       p += plen;
1222     }
1223
1224   if (sa->is_initiator && proposal->protocol_id == IKEV2_PROTOCOL_ESP)
1225     {
1226       ikev2_rekey_t *rekey = &sa->rekey[0];
1227       rekey->protocol_id = proposal->protocol_id;
1228       rekey->i_proposal =
1229         ikev2_select_proposal (proposal, IKEV2_PROTOCOL_ESP);
1230       rekey->i_proposal->spi = rekey->spi;
1231       rekey->r_proposal = proposal;
1232       rekey->tsi = tsi;
1233       rekey->tsr = tsr;
1234       /* update Nr */
1235       vec_free (sa->r_nonce);
1236       vec_add (sa->r_nonce, nonce, IKEV2_NONCE_SIZE);
1237       child_sa = ikev2_sa_get_child (sa, rekey->ispi, IKEV2_PROTOCOL_ESP, 1);
1238       if (child_sa)
1239         {
1240           child_sa->rekey_retries = 0;
1241         }
1242     }
1243   else if (rekeying)
1244     {
1245       ikev2_rekey_t *rekey;
1246       child_sa = ikev2_sa_get_child (sa, n->spi, n->protocol_id, 1);
1247       if (!child_sa)
1248         {
1249           ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_ERROR, "child SA spi %lx not found",
1250                            n->spi);
1251           goto cleanup_and_exit;
1252         }
1253       vec_add2 (sa->rekey, rekey, 1);
1254       rekey->protocol_id = n->protocol_id;
1255       rekey->spi = n->spi;
1256       rekey->i_proposal = proposal;
1257       rekey->r_proposal =
1258         ikev2_select_proposal (proposal, IKEV2_PROTOCOL_ESP);
1259       rekey->tsi = tsi;
1260       rekey->tsr = tsr;
1261       /* update Ni */
1262       vec_free (sa->i_nonce);
1263       vec_add (sa->i_nonce, nonce, IKEV2_NONCE_SIZE);
1264       /* generate new Nr */
1265       vec_free (sa->r_nonce);
1266       sa->r_nonce = vec_new (u8, IKEV2_NONCE_SIZE);
1267       RAND_bytes ((u8 *) sa->r_nonce, IKEV2_NONCE_SIZE);
1268     }
1269
1270 cleanup_and_exit:
1271   vec_free (plaintext);
1272   vec_free (n);
1273 }
1274
1275 static u8 *
1276 ikev2_sa_generate_authmsg (ikev2_sa_t * sa, int is_responder)
1277 {
1278   u8 *authmsg = 0;
1279   u8 *data;
1280   u8 *nonce;
1281   ikev2_id_t *id;
1282   u8 *key;
1283   u8 *packet_data;
1284   ikev2_sa_transform_t *tr_prf;
1285
1286   tr_prf =
1287     ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_PRF);
1288
1289   if (is_responder)
1290     {
1291       id = &sa->r_id;
1292       key = sa->sk_pr;
1293       nonce = sa->i_nonce;
1294       packet_data = sa->last_sa_init_res_packet_data;
1295     }
1296   else
1297     {
1298       id = &sa->i_id;
1299       key = sa->sk_pi;
1300       nonce = sa->r_nonce;
1301       packet_data = sa->last_sa_init_req_packet_data;
1302     }
1303
1304   data = vec_new (u8, 4);
1305   data[0] = id->type;
1306   vec_append (data, id->data);
1307
1308   u8 *id_hash = ikev2_calc_prf (tr_prf, key, data);
1309   vec_append (authmsg, packet_data);
1310   vec_append (authmsg, nonce);
1311   vec_append (authmsg, id_hash);
1312   vec_free (id_hash);
1313   vec_free (data);
1314
1315   return authmsg;
1316 }
1317
1318 static int
1319 ikev2_ts_cmp (ikev2_ts_t * ts1, ikev2_ts_t * ts2)
1320 {
1321   if (ts1->ts_type == ts2->ts_type && ts1->protocol_id == ts2->protocol_id &&
1322       ts1->start_port == ts2->start_port && ts1->end_port == ts2->end_port &&
1323       ts1->start_addr.as_u32 == ts2->start_addr.as_u32 &&
1324       ts1->end_addr.as_u32 == ts2->end_addr.as_u32)
1325     return 1;
1326
1327   return 0;
1328 }
1329
1330 static void
1331 ikev2_sa_match_ts (ikev2_sa_t * sa)
1332 {
1333   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
1334   ikev2_profile_t *p;
1335   ikev2_ts_t *ts, *p_tsi, *p_tsr, *tsi = 0, *tsr = 0;
1336   ikev2_id_t *id;
1337
1338   /* *INDENT-OFF* */
1339   pool_foreach (p, km->profiles, ({
1340
1341     if (sa->is_initiator)
1342       {
1343         p_tsi = &p->loc_ts;
1344         p_tsr = &p->rem_ts;
1345         id = &sa->r_id;
1346       }
1347     else
1348       {
1349         p_tsi = &p->rem_ts;
1350         p_tsr = &p->loc_ts;
1351         id = &sa->i_id;
1352       }
1353
1354     /* check id */
1355     if (p->rem_id.type != id->type ||
1356         vec_len(p->rem_id.data) != vec_len(id->data) ||
1357         memcmp(p->rem_id.data, id->data, vec_len(p->rem_id.data)))
1358       continue;
1359
1360     sa->profile_index = p - km->profiles;
1361
1362     vec_foreach(ts, sa->childs[0].tsi)
1363       {
1364         if (ikev2_ts_cmp(p_tsi, ts))
1365           {
1366             vec_add1 (tsi, ts[0]);
1367             break;
1368           }
1369       }
1370
1371     vec_foreach(ts, sa->childs[0].tsr)
1372       {
1373         if (ikev2_ts_cmp(p_tsr, ts))
1374           {
1375             vec_add1 (tsr, ts[0]);
1376             break;
1377           }
1378       }
1379
1380     break;
1381   }));
1382   /* *INDENT-ON* */
1383
1384   if (tsi && tsr)
1385     {
1386       vec_free (sa->childs[0].tsi);
1387       vec_free (sa->childs[0].tsr);
1388       sa->childs[0].tsi = tsi;
1389       sa->childs[0].tsr = tsr;
1390     }
1391   else
1392     {
1393       vec_free (tsi);
1394       vec_free (tsr);
1395       ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_TS_UNACCEPTABLE);
1396     }
1397 }
1398
1399 static void
1400 ikev2_sa_auth (ikev2_sa_t * sa)
1401 {
1402   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
1403   ikev2_profile_t *p, *sel_p = 0;
1404   u8 *authmsg, *key_pad, *psk = 0, *auth = 0;
1405   ikev2_sa_transform_t *tr_prf;
1406
1407   tr_prf =
1408     ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_PRF);
1409
1410   /* only shared key and rsa signature */
1411   if (!(sa->i_auth.method == IKEV2_AUTH_METHOD_SHARED_KEY_MIC ||
1412         sa->i_auth.method == IKEV2_AUTH_METHOD_RSA_SIG))
1413     {
1414       ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_ERROR,
1415                        "unsupported authentication method %u",
1416                        sa->i_auth.method);
1417       ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_AUTH_FAILED);
1418       return;
1419     }
1420
1421   key_pad = format (0, "%s", IKEV2_KEY_PAD);
1422   authmsg = ikev2_sa_generate_authmsg (sa, sa->is_initiator);
1423
1424   ikev2_id_t *sa_id;
1425   ikev2_auth_t *sa_auth;
1426
1427   if (sa->is_initiator)
1428     {
1429       sa_id = &sa->r_id;
1430       sa_auth = &sa->r_auth;
1431     }
1432   else
1433     {
1434       sa_id = &sa->i_id;
1435       sa_auth = &sa->i_auth;
1436     }
1437
1438   /* *INDENT-OFF* */
1439   pool_foreach (p, km->profiles, ({
1440
1441     /* check id */
1442     if (p->rem_id.type != sa_id->type ||
1443         vec_len(p->rem_id.data) != vec_len(sa_id->data) ||
1444         memcmp(p->rem_id.data, sa_id->data, vec_len(p->rem_id.data)))
1445       continue;
1446
1447     if (sa_auth->method == IKEV2_AUTH_METHOD_SHARED_KEY_MIC)
1448       {
1449         if (!p->auth.data ||
1450              p->auth.method != IKEV2_AUTH_METHOD_SHARED_KEY_MIC)
1451           continue;
1452
1453         psk = ikev2_calc_prf(tr_prf, p->auth.data, key_pad);
1454         auth = ikev2_calc_prf(tr_prf, psk, authmsg);
1455
1456         if (!memcmp(auth, sa_auth->data, vec_len(sa_auth->data)))
1457           {
1458             ikev2_set_state(sa, IKEV2_STATE_AUTHENTICATED);
1459             vec_free(auth);
1460             sel_p = p;
1461             break;
1462           }
1463
1464       }
1465     else if (sa_auth->method == IKEV2_AUTH_METHOD_RSA_SIG)
1466       {
1467         if (p->auth.method != IKEV2_AUTH_METHOD_RSA_SIG)
1468           continue;
1469
1470         if (ikev2_verify_sign(p->auth.key, sa_auth->data, authmsg) == 1)
1471           {
1472             ikev2_set_state(sa, IKEV2_STATE_AUTHENTICATED);
1473             sel_p = p;
1474             break;
1475           }
1476       }
1477
1478     vec_free(auth);
1479     vec_free(psk);
1480   }));
1481   /* *INDENT-ON* */
1482
1483   if (sel_p)
1484     {
1485       sa->udp_encap = sel_p->udp_encap;
1486       sa->ipsec_over_udp_port = sel_p->ipsec_over_udp_port;
1487     }
1488   vec_free (authmsg);
1489
1490   if (sa->state == IKEV2_STATE_AUTHENTICATED)
1491     {
1492       if (!sa->is_initiator)
1493         {
1494           vec_free (sa->r_id.data);
1495           sa->r_id.data = vec_dup (sel_p->loc_id.data);
1496           sa->r_id.type = sel_p->loc_id.type;
1497
1498           /* generate our auth data */
1499           authmsg = ikev2_sa_generate_authmsg (sa, 1);
1500           if (sel_p->auth.method == IKEV2_AUTH_METHOD_SHARED_KEY_MIC)
1501             {
1502               sa->r_auth.data = ikev2_calc_prf (tr_prf, psk, authmsg);
1503               sa->r_auth.method = IKEV2_AUTH_METHOD_SHARED_KEY_MIC;
1504             }
1505           else if (sel_p->auth.method == IKEV2_AUTH_METHOD_RSA_SIG)
1506             {
1507               sa->r_auth.data = ikev2_calc_sign (km->pkey, authmsg);
1508               sa->r_auth.method = IKEV2_AUTH_METHOD_RSA_SIG;
1509             }
1510           vec_free (authmsg);
1511
1512           /* select transforms for 1st child sa */
1513           ikev2_sa_free_proposal_vector (&sa->childs[0].r_proposals);
1514           sa->childs[0].r_proposals =
1515             ikev2_select_proposal (sa->childs[0].i_proposals,
1516                                    IKEV2_PROTOCOL_ESP);
1517
1518           if (~0 != sel_p->tun_itf)
1519             {
1520               sa->is_tun_itf_set = 1;
1521               sa->tun_itf = sel_p->tun_itf;
1522             }
1523         }
1524     }
1525   else
1526     {
1527       ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_ERROR, "authentication failed, no matching "
1528                        "profile found! ispi %lx", sa->ispi);
1529       ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_AUTH_FAILED);
1530     }
1531   vec_free (psk);
1532   vec_free (key_pad);
1533 }
1534
1535
1536 static void
1537 ikev2_sa_auth_init (ikev2_sa_t * sa)
1538 {
1539   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
1540   u8 *authmsg, *key_pad, *psk = 0;
1541   ikev2_sa_transform_t *tr_prf;
1542
1543   tr_prf =
1544     ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_PRF);
1545
1546   /* only shared key and rsa signature */
1547   if (!(sa->i_auth.method == IKEV2_AUTH_METHOD_SHARED_KEY_MIC ||
1548         sa->i_auth.method == IKEV2_AUTH_METHOD_RSA_SIG))
1549     {
1550       ikev2_elog_uint (IKEV2_LOG_ERROR,
1551                        "unsupported authentication method %u",
1552                        sa->i_auth.method);
1553       ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_AUTH_FAILED);
1554       return;
1555     }
1556
1557   key_pad = format (0, "%s", IKEV2_KEY_PAD);
1558   authmsg = ikev2_sa_generate_authmsg (sa, 0);
1559   psk = ikev2_calc_prf (tr_prf, sa->i_auth.data, key_pad);
1560
1561   if (sa->i_auth.method == IKEV2_AUTH_METHOD_SHARED_KEY_MIC)
1562     {
1563       sa->i_auth.data = ikev2_calc_prf (tr_prf, psk, authmsg);
1564       sa->i_auth.method = IKEV2_AUTH_METHOD_SHARED_KEY_MIC;
1565     }
1566   else if (sa->i_auth.method == IKEV2_AUTH_METHOD_RSA_SIG)
1567     {
1568       sa->i_auth.data = ikev2_calc_sign (km->pkey, authmsg);
1569       sa->i_auth.method = IKEV2_AUTH_METHOD_RSA_SIG;
1570     }
1571
1572   vec_free (psk);
1573   vec_free (key_pad);
1574   vec_free (authmsg);
1575 }
1576
1577 static u32
1578 ikev2_mk_local_sa_id (u32 sai, u32 ci, u32 ti)
1579 {
1580   return (0x80000000 | (ti << 24) | (sai << 12) | ci);
1581 }
1582
1583 static u32
1584 ikev2_mk_remote_sa_id (u32 sai, u32 ci, u32 ti)
1585 {
1586   return (0xc0000000 | (ti << 24) | (sai << 12) | ci);
1587 }
1588
1589 typedef struct
1590 {
1591   u32 sw_if_index;
1592   u32 salt_local;
1593   u32 salt_remote;
1594   u32 local_sa_id;
1595   u32 remote_sa_id;
1596   ipsec_sa_flags_t flags;
1597   u32 local_spi;
1598   u32 remote_spi;
1599   ipsec_crypto_alg_t encr_type;
1600   ipsec_integ_alg_t integ_type;
1601   ip46_address_t local_ip;
1602   ip46_address_t remote_ip;
1603   ipsec_key_t loc_ckey, rem_ckey, loc_ikey, rem_ikey;
1604   u8 is_rekey;
1605   u32 old_remote_sa_id;
1606   u16 ipsec_over_udp_port;
1607   u16 src_port;
1608   u16 dst_port;
1609 } ikev2_add_ipsec_tunnel_args_t;
1610
1611 static void
1612 ikev2_add_tunnel_from_main (ikev2_add_ipsec_tunnel_args_t * a)
1613 {
1614   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
1615   u32 sw_if_index;
1616   int rv = 0;
1617
1618   if (~0 == a->sw_if_index)
1619     {
1620       /* no tunnel associated with the SA/profile - create a new one */
1621       rv = ipip_add_tunnel (IPIP_TRANSPORT_IP4, ~0,
1622                             &a->local_ip, &a->remote_ip, 0,
1623                             TUNNEL_ENCAP_DECAP_FLAG_NONE, IP_DSCP_CS0,
1624                             TUNNEL_MODE_P2P, &sw_if_index);
1625
1626       if (rv == VNET_API_ERROR_IF_ALREADY_EXISTS)
1627         {
1628           if (hash_get (km->sw_if_indices, sw_if_index))
1629             /* interface is managed by IKE; proceed with updating SAs */
1630             rv = 0;
1631         }
1632       hash_set1 (km->sw_if_indices, sw_if_index);
1633     }
1634   else
1635     {
1636       sw_if_index = a->sw_if_index;
1637       vnet_sw_interface_admin_up (vnet_get_main (), sw_if_index);
1638     }
1639
1640   if (rv)
1641     {
1642       ikev2_elog_peers (IKEV2_LOG_ERROR, "installing ipip tunnel failed! "
1643                         "loc:%d.%d.%d.%d rem:%d.%d.%d.%d",
1644                         a->local_ip.ip4.as_u32, a->remote_ip.ip4.as_u32);
1645       return;
1646     }
1647
1648   u32 *sas_in = NULL;
1649   vec_add1 (sas_in, a->remote_sa_id);
1650   if (a->is_rekey)
1651     {
1652       ipsec_tun_protect_del (sw_if_index, NULL);
1653
1654       /* replace local SA immediately */
1655       ipsec_sa_unlock_id (a->local_sa_id);
1656
1657       /* keep the old sa */
1658       vec_add1 (sas_in, a->old_remote_sa_id);
1659     }
1660
1661   rv |= ipsec_sa_add_and_lock (a->local_sa_id,
1662                                a->local_spi,
1663                                IPSEC_PROTOCOL_ESP, a->encr_type,
1664                                &a->loc_ckey, a->integ_type, &a->loc_ikey,
1665                                a->flags, 0, a->salt_local, &a->local_ip,
1666                                &a->remote_ip, NULL, a->src_port, a->dst_port);
1667   rv |= ipsec_sa_add_and_lock (a->remote_sa_id, a->remote_spi,
1668                                IPSEC_PROTOCOL_ESP, a->encr_type, &a->rem_ckey,
1669                                a->integ_type, &a->rem_ikey,
1670                                (a->flags | IPSEC_SA_FLAG_IS_INBOUND), 0,
1671                                a->salt_remote, &a->remote_ip,
1672                                &a->local_ip, NULL, a->ipsec_over_udp_port,
1673                                a->ipsec_over_udp_port);
1674
1675   rv |= ipsec_tun_protect_update (sw_if_index, NULL, a->local_sa_id, sas_in);
1676 }
1677
1678 static int
1679 ikev2_create_tunnel_interface (vlib_main_t * vm,
1680                                u32 thread_index,
1681                                ikev2_sa_t * sa,
1682                                ikev2_child_sa_t * child, u32 sa_index,
1683                                u32 child_index, u8 is_rekey)
1684 {
1685   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
1686   ipsec_crypto_alg_t encr_type;
1687   ipsec_integ_alg_t integ_type;
1688   ikev2_profile_t *p = 0;
1689   ikev2_sa_transform_t *tr;
1690   ikev2_sa_proposal_t *proposals;
1691   u8 is_aead = 0;
1692   ikev2_add_ipsec_tunnel_args_t a;
1693
1694   clib_memset (&a, 0, sizeof (a));
1695
1696   if (!child->r_proposals)
1697     {
1698       ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NO_PROPOSAL_CHOSEN);
1699       return 1;
1700     }
1701
1702   if (sa->is_initiator)
1703     {
1704       ip46_address_set_ip4 (&a.local_ip, &sa->iaddr);
1705       ip46_address_set_ip4 (&a.remote_ip, &sa->raddr);
1706       proposals = child->i_proposals;
1707       a.local_spi = child->r_proposals[0].spi;
1708       a.remote_spi = child->i_proposals[0].spi;
1709     }
1710   else
1711     {
1712       ip46_address_set_ip4 (&a.local_ip, &sa->raddr);
1713       ip46_address_set_ip4 (&a.remote_ip, &sa->iaddr);
1714       proposals = child->r_proposals;
1715       a.local_spi = child->i_proposals[0].spi;
1716       a.remote_spi = child->r_proposals[0].spi;
1717     }
1718
1719   a.flags = IPSEC_SA_FLAG_USE_ANTI_REPLAY;
1720   if (sa->udp_encap)
1721     {
1722       a.flags |= IPSEC_SA_FLAG_IS_TUNNEL;
1723       a.flags |= IPSEC_SA_FLAG_UDP_ENCAP;
1724     }
1725   if (sa->natt)
1726     a.flags |= IPSEC_SA_FLAG_UDP_ENCAP;
1727   a.is_rekey = is_rekey;
1728
1729   tr = ikev2_sa_get_td_for_type (proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ESN);
1730   if (tr && tr->esn_type)
1731     a.flags |= IPSEC_SA_FLAG_USE_ESN;
1732
1733   tr = ikev2_sa_get_td_for_type (proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR);
1734   if (tr)
1735     {
1736       if (tr->encr_type == IKEV2_TRANSFORM_ENCR_TYPE_AES_CBC && tr->key_len)
1737         {
1738           switch (tr->key_len)
1739             {
1740             case 16:
1741               encr_type = IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CBC_128;
1742               break;
1743             case 24:
1744               encr_type = IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CBC_192;
1745               break;
1746             case 32:
1747               encr_type = IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CBC_256;
1748               break;
1749             default:
1750               ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NO_PROPOSAL_CHOSEN);
1751               return 1;
1752               break;
1753             }
1754         }
1755       else if (tr->encr_type == IKEV2_TRANSFORM_ENCR_TYPE_AES_GCM_16
1756                && tr->key_len)
1757         {
1758           switch (tr->key_len)
1759             {
1760             case 16:
1761               encr_type = IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_128;
1762               break;
1763             case 24:
1764               encr_type = IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_192;
1765               break;
1766             case 32:
1767               encr_type = IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_256;
1768               break;
1769             default:
1770               ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NO_PROPOSAL_CHOSEN);
1771               return 1;
1772               break;
1773             }
1774           is_aead = 1;
1775         }
1776       else
1777         {
1778           ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NO_PROPOSAL_CHOSEN);
1779           return 1;
1780         }
1781     }
1782   else
1783     {
1784       ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NO_PROPOSAL_CHOSEN);
1785       return 1;
1786     }
1787   a.encr_type = encr_type;
1788
1789   if (!is_aead)
1790     {
1791       tr = ikev2_sa_get_td_for_type (proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG);
1792       if (tr)
1793         {
1794           switch (tr->integ_type)
1795             {
1796             case IKEV2_TRANSFORM_INTEG_TYPE_AUTH_HMAC_SHA2_256_128:
1797               integ_type = IPSEC_INTEG_ALG_SHA_256_128;
1798               break;
1799             case IKEV2_TRANSFORM_INTEG_TYPE_AUTH_HMAC_SHA2_384_192:
1800               integ_type = IPSEC_INTEG_ALG_SHA_384_192;
1801               break;
1802             case IKEV2_TRANSFORM_INTEG_TYPE_AUTH_HMAC_SHA2_512_256:
1803               integ_type = IPSEC_INTEG_ALG_SHA_512_256;
1804               break;
1805             case IKEV2_TRANSFORM_INTEG_TYPE_AUTH_HMAC_SHA1_96:
1806               integ_type = IPSEC_INTEG_ALG_SHA1_96;
1807               break;
1808             default:
1809               ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NO_PROPOSAL_CHOSEN);
1810               return 1;
1811             }
1812         }
1813       else
1814         {
1815           ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NO_PROPOSAL_CHOSEN);
1816           return 1;
1817         }
1818     }
1819   else
1820     {
1821       integ_type = IPSEC_INTEG_ALG_NONE;
1822     }
1823
1824   a.integ_type = integ_type;
1825   ikev2_calc_child_keys (sa, child);
1826
1827   if (sa->is_initiator)
1828     {
1829       ipsec_mk_key (&a.loc_ikey, child->sk_ai, vec_len (child->sk_ai));
1830       ipsec_mk_key (&a.rem_ikey, child->sk_ar, vec_len (child->sk_ar));
1831       ipsec_mk_key (&a.loc_ckey, child->sk_ei, vec_len (child->sk_ei));
1832       ipsec_mk_key (&a.rem_ckey, child->sk_er, vec_len (child->sk_er));
1833       if (is_aead)
1834         {
1835           a.salt_remote = child->salt_er;
1836           a.salt_local = child->salt_ei;
1837         }
1838       a.dst_port = a.src_port = sa->ipsec_over_udp_port;
1839     }
1840   else
1841     {
1842       ipsec_mk_key (&a.loc_ikey, child->sk_ar, vec_len (child->sk_ar));
1843       ipsec_mk_key (&a.rem_ikey, child->sk_ai, vec_len (child->sk_ai));
1844       ipsec_mk_key (&a.loc_ckey, child->sk_er, vec_len (child->sk_er));
1845       ipsec_mk_key (&a.rem_ckey, child->sk_ei, vec_len (child->sk_ei));
1846       if (is_aead)
1847         {
1848           a.salt_remote = child->salt_ei;
1849           a.salt_local = child->salt_er;
1850         }
1851       a.dst_port = sa->natt ? sa->dst_port : sa->ipsec_over_udp_port;
1852       a.src_port = sa->ipsec_over_udp_port;
1853     }
1854
1855   if (sa->is_initiator && sa->profile_index != ~0)
1856     p = pool_elt_at_index (km->profiles, sa->profile_index);
1857
1858   if (p && p->lifetime)
1859     {
1860       child->time_to_expiration = vlib_time_now (vm) + p->lifetime;
1861       if (p->lifetime_jitter)
1862         {
1863           // This is not much better than rand(3), which Coverity warns
1864           // is unsuitable for security applications; random_u32 is
1865           // however fast. If this perturbance to the expiration time
1866           // needs to use a better RNG then we may need to use something
1867           // like /dev/urandom which has significant overhead.
1868           u32 rnd = (u32) (vlib_time_now (vm) * 1e6);
1869           rnd = random_u32 (&rnd);
1870
1871           child->time_to_expiration += 1 + (rnd % p->lifetime_jitter);
1872         }
1873     }
1874
1875   if (thread_index & 0xffffffc0)
1876     ikev2_elog_error ("error: thread index exceeds max range 0x3f!");
1877
1878   if (child_index & 0xfffff000 || sa_index & 0xfffff000)
1879     ikev2_elog_error ("error: sa/child index exceeds max range 0xfff!");
1880
1881   child->local_sa_id =
1882     a.local_sa_id =
1883     ikev2_mk_local_sa_id (sa_index, child_index, thread_index);
1884
1885   u32 remote_sa_id = ikev2_mk_remote_sa_id (sa_index, child_index,
1886                                             thread_index);
1887
1888   if (is_rekey)
1889     {
1890       /* create a new remote SA ID to keep the old SA for a bit longer
1891        * so the peer has some time to swap their SAs */
1892
1893       /* use most significat bit of child index part in id */
1894       u32 mask = 0x800;
1895       if (sa->current_remote_id_mask)
1896         {
1897           sa->old_remote_id = a.old_remote_sa_id = remote_sa_id | mask;
1898           sa->current_remote_id_mask = 0;
1899         }
1900       else
1901         {
1902           sa->old_remote_id = a.old_remote_sa_id = remote_sa_id;
1903           sa->current_remote_id_mask = mask;
1904           remote_sa_id |= mask;
1905         }
1906       sa->old_id_expiration = 3.0;
1907       sa->old_remote_id_present = 1;
1908     }
1909
1910   child->remote_sa_id = a.remote_sa_id = remote_sa_id;
1911
1912   a.sw_if_index = (sa->is_tun_itf_set ? sa->tun_itf : ~0);
1913   a.ipsec_over_udp_port = sa->ipsec_over_udp_port;
1914
1915   vl_api_rpc_call_main_thread (ikev2_add_tunnel_from_main,
1916                                (u8 *) & a, sizeof (a));
1917   return 0;
1918 }
1919
1920 typedef struct
1921 {
1922   ip46_address_t local_ip;
1923   ip46_address_t remote_ip;
1924   u32 remote_sa_id;
1925   u32 local_sa_id;
1926   u32 sw_if_index;
1927 } ikev2_del_ipsec_tunnel_args_t;
1928
1929 static_always_inline u32
1930 ikev2_flip_alternate_sa_bit (u32 id)
1931 {
1932   u32 mask = 0x800;
1933   if (mask & id)
1934     return id & ~mask;
1935   return id | mask;
1936 }
1937
1938 static void
1939 ikev2_del_tunnel_from_main (ikev2_del_ipsec_tunnel_args_t * a)
1940 {
1941   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
1942   ipip_tunnel_t *ipip = NULL;
1943   u32 sw_if_index;
1944
1945   if (~0 == a->sw_if_index)
1946     {
1947     /* *INDENT-OFF* */
1948     ipip_tunnel_key_t key = {
1949       .src = a->local_ip,
1950       .dst = a->remote_ip,
1951       .transport = IPIP_TRANSPORT_IP4,
1952       .fib_index = 0,
1953     };
1954     /* *INDENT-ON* */
1955
1956       ipip = ipip_tunnel_db_find (&key);
1957
1958       if (ipip)
1959         {
1960           sw_if_index = ipip->sw_if_index;
1961           hash_unset (km->sw_if_indices, ipip->sw_if_index);
1962         }
1963       else
1964         sw_if_index = ~0;
1965     }
1966   else
1967     {
1968       sw_if_index = a->sw_if_index;
1969       vnet_sw_interface_admin_down (vnet_get_main (), sw_if_index);
1970     }
1971
1972   if (~0 != sw_if_index)
1973     ipsec_tun_protect_del (sw_if_index, NULL);
1974
1975   ipsec_sa_unlock_id (a->remote_sa_id);
1976   ipsec_sa_unlock_id (a->local_sa_id);
1977   ipsec_sa_unlock_id (ikev2_flip_alternate_sa_bit (a->remote_sa_id));
1978
1979   if (ipip)
1980     ipip_del_tunnel (ipip->sw_if_index);
1981 }
1982
1983 static int
1984 ikev2_delete_tunnel_interface (vnet_main_t * vnm, ikev2_sa_t * sa,
1985                                ikev2_child_sa_t * child)
1986 {
1987   ikev2_del_ipsec_tunnel_args_t a;
1988
1989   clib_memset (&a, 0, sizeof (a));
1990
1991   if (sa->is_initiator)
1992     {
1993       ip46_address_set_ip4 (&a.local_ip, &sa->iaddr);
1994       ip46_address_set_ip4 (&a.remote_ip, &sa->raddr);
1995     }
1996   else
1997     {
1998       ip46_address_set_ip4 (&a.local_ip, &sa->raddr);
1999       ip46_address_set_ip4 (&a.remote_ip, &sa->iaddr);
2000     }
2001
2002   a.remote_sa_id = child->remote_sa_id;
2003   a.local_sa_id = child->local_sa_id;
2004   a.sw_if_index = (sa->is_tun_itf_set ? sa->tun_itf : ~0);
2005
2006   vl_api_rpc_call_main_thread (ikev2_del_tunnel_from_main, (u8 *) & a,
2007                                sizeof (a));
2008   return 0;
2009 }
2010
2011 static u32
2012 ikev2_generate_message (ikev2_sa_t * sa, ike_header_t * ike, void *user,
2013                         udp_header_t * udp)
2014 {
2015   v8 *integ = 0;
2016   ike_payload_header_t *ph;
2017   u16 plen;
2018   u32 tlen = 0;
2019
2020   ikev2_sa_transform_t *tr_encr, *tr_integ;
2021   tr_encr =
2022     ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR);
2023   tr_integ =
2024     ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals, IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG);
2025
2026   ikev2_payload_chain_t *chain = 0;
2027   ikev2_payload_new_chain (chain);
2028
2029   if (ike->exchange == IKEV2_EXCHANGE_SA_INIT)
2030     {
2031       if (sa->r_proposals == 0)
2032         {
2033           ikev2_payload_add_notify (chain,
2034                                     IKEV2_NOTIFY_MSG_NO_PROPOSAL_CHOSEN, 0);
2035           ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE);
2036         }
2037       else if (sa->dh_group == IKEV2_TRANSFORM_DH_TYPE_NONE)
2038         {
2039           u8 *data = vec_new (u8, 2);
2040           ikev2_sa_transform_t *tr_dh;
2041           tr_dh =
2042             ikev2_sa_get_td_for_type (sa->r_proposals,
2043                                       IKEV2_TRANSFORM_TYPE_DH);
2044           ASSERT (tr_dh && tr_dh->dh_type);
2045
2046           data[0] = (tr_dh->dh_type >> 8) & 0xff;
2047           data[1] = (tr_dh->dh_type) & 0xff;
2048
2049           ikev2_payload_add_notify (chain,
2050                                     IKEV2_NOTIFY_MSG_INVALID_KE_PAYLOAD,
2051                                     data);
2052           vec_free (data);
2053           ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE);
2054         }
2055       else if (sa->state == IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE)
2056         {
2057           u8 *data = vec_new (u8, 1);
2058
2059           data[0] = sa->unsupported_cp;
2060           ikev2_payload_add_notify (chain,
2061                                     IKEV2_NOTIFY_MSG_UNSUPPORTED_CRITICAL_PAYLOAD,
2062                                     data);
2063           vec_free (data);
2064         }
2065       else
2066         {
2067           ASSERT (udp);
2068
2069           ike->rspi = clib_host_to_net_u64 (sa->rspi);
2070           ikev2_payload_add_sa (chain, sa->r_proposals);
2071           ikev2_payload_add_ke (chain, sa->dh_group, sa->r_dh_data);
2072           ikev2_payload_add_nonce (chain, sa->r_nonce);
2073
2074           u8 *nat_detection_sha1 =
2075             ikev2_compute_nat_sha1 (clib_host_to_net_u64 (sa->ispi),
2076                                     clib_host_to_net_u64 (sa->rspi),
2077                                     clib_host_to_net_u32 (sa->raddr.as_u32),
2078                                     udp->dst_port);
2079           ikev2_payload_add_notify (chain,
2080                                     IKEV2_NOTIFY_MSG_NAT_DETECTION_SOURCE_IP,
2081                                     nat_detection_sha1);
2082           vec_free (nat_detection_sha1);
2083           nat_detection_sha1 =
2084             ikev2_compute_nat_sha1 (clib_host_to_net_u64 (sa->ispi),
2085                                     clib_host_to_net_u64 (sa->rspi),
2086                                     sa->iaddr.as_u32, udp->src_port);
2087           ikev2_payload_add_notify (chain,
2088                                     IKEV2_NOTIFY_MSG_NAT_DETECTION_DESTINATION_IP,
2089                                     nat_detection_sha1);
2090           vec_free (nat_detection_sha1);
2091         }
2092     }
2093   else if (ike->exchange == IKEV2_EXCHANGE_IKE_AUTH)
2094     {
2095       if (sa->state == IKEV2_STATE_AUTHENTICATED)
2096         {
2097           ikev2_payload_add_id (chain, &sa->r_id, IKEV2_PAYLOAD_IDR);
2098           ikev2_payload_add_auth (chain, &sa->r_auth);
2099           ikev2_payload_add_sa (chain, sa->childs[0].r_proposals);
2100           ikev2_payload_add_ts (chain, sa->childs[0].tsi, IKEV2_PAYLOAD_TSI);
2101           ikev2_payload_add_ts (chain, sa->childs[0].tsr, IKEV2_PAYLOAD_TSR);
2102         }
2103       else if (sa->state == IKEV2_STATE_AUTH_FAILED)
2104         {
2105           ikev2_payload_add_notify (chain,
2106                                     IKEV2_NOTIFY_MSG_AUTHENTICATION_FAILED,
2107                                     0);
2108           ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE);
2109         }
2110       else if (sa->state == IKEV2_STATE_TS_UNACCEPTABLE)
2111         {
2112           ikev2_payload_add_notify (chain, IKEV2_NOTIFY_MSG_TS_UNACCEPTABLE,
2113                                     0);
2114           ikev2_payload_add_id (chain, &sa->r_id, IKEV2_PAYLOAD_IDR);
2115           ikev2_payload_add_auth (chain, &sa->r_auth);
2116         }
2117       else if (sa->state == IKEV2_STATE_NO_PROPOSAL_CHOSEN)
2118         {
2119           ikev2_payload_add_notify (chain,
2120                                     IKEV2_NOTIFY_MSG_NO_PROPOSAL_CHOSEN, 0);
2121           ikev2_payload_add_id (chain, &sa->r_id, IKEV2_PAYLOAD_IDR);
2122           ikev2_payload_add_auth (chain, &sa->r_auth);
2123           ikev2_payload_add_ts (chain, sa->childs[0].tsi, IKEV2_PAYLOAD_TSI);
2124           ikev2_payload_add_ts (chain, sa->childs[0].tsr, IKEV2_PAYLOAD_TSR);
2125         }
2126       else if (sa->state == IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE)
2127         {
2128           u8 *data = vec_new (u8, 1);
2129
2130           data[0] = sa->unsupported_cp;
2131           ikev2_payload_add_notify (chain,
2132                                     IKEV2_NOTIFY_MSG_UNSUPPORTED_CRITICAL_PAYLOAD,
2133                                     data);
2134           vec_free (data);
2135         }
2136       else if (sa->state == IKEV2_STATE_SA_INIT)
2137         {
2138           ikev2_payload_add_id (chain, &sa->i_id, IKEV2_PAYLOAD_IDI);
2139           ikev2_payload_add_auth (chain, &sa->i_auth);
2140           ikev2_payload_add_sa (chain, sa->childs[0].i_proposals);
2141           ikev2_payload_add_ts (chain, sa->childs[0].tsi, IKEV2_PAYLOAD_TSI);
2142           ikev2_payload_add_ts (chain, sa->childs[0].tsr, IKEV2_PAYLOAD_TSR);
2143           ikev2_payload_add_notify (chain, IKEV2_NOTIFY_MSG_INITIAL_CONTACT,
2144                                     0);
2145         }
2146       else
2147         {
2148           ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_DELETED);
2149           goto done;
2150         }
2151     }
2152   else if (ike->exchange == IKEV2_EXCHANGE_INFORMATIONAL)
2153     {
2154       /* if pending delete */
2155       if (sa->del)
2156         {
2157           if (sa->del[0].protocol_id == IKEV2_PROTOCOL_IKE)
2158             {
2159               if (sa->is_initiator)
2160                 ikev2_payload_add_delete (chain, sa->del);
2161
2162               /* The response to a request that deletes the IKE SA is an empty
2163                  INFORMATIONAL response. */
2164               ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE);
2165             }
2166           /* The response to a request that deletes ESP or AH SAs will contain
2167              delete payloads for the paired SAs going in the other direction. */
2168           else
2169             {
2170               ikev2_payload_add_delete (chain, sa->del);
2171             }
2172           vec_free (sa->del);
2173           sa->del = 0;
2174         }
2175       /* received N(AUTHENTICATION_FAILED) */
2176       else if (sa->state == IKEV2_STATE_AUTH_FAILED)
2177         {
2178           ikev2_set_state (sa, IKEV2_STATE_DELETED);
2179           goto done;
2180         }
2181       /* received unsupported critical payload */
2182       else if (sa->unsupported_cp)
2183         {
2184           u8 *data = vec_new (u8, 1);
2185
2186           data[0] = sa->unsupported_cp;
2187           ikev2_payload_add_notify (chain,
2188                                     IKEV2_NOTIFY_MSG_UNSUPPORTED_CRITICAL_PAYLOAD,
2189                                     data);
2190           vec_free (data);
2191           sa->unsupported_cp = 0;
2192         }
2193       /* else send empty response */
2194     }
2195   else if (ike->exchange == IKEV2_EXCHANGE_CREATE_CHILD_SA)
2196     {
2197       if (sa->is_initiator)
2198         {
2199
2200           ikev2_sa_proposal_t *proposals = (ikev2_sa_proposal_t *) user;
2201           ikev2_notify_t notify;
2202           u8 *data = vec_new (u8, 4);
2203           clib_memset (&notify, 0, sizeof (notify));
2204           notify.protocol_id = IKEV2_PROTOCOL_ESP;
2205           notify.spi = sa->childs[0].i_proposals->spi;
2206           *(u32 *) data = clib_host_to_net_u32 (notify.spi);
2207
2208           ikev2_payload_add_sa (chain, proposals);
2209           ikev2_payload_add_nonce (chain, sa->i_nonce);
2210           ikev2_payload_add_ts (chain, sa->childs[0].tsi, IKEV2_PAYLOAD_TSI);
2211           ikev2_payload_add_ts (chain, sa->childs[0].tsr, IKEV2_PAYLOAD_TSR);
2212           ikev2_payload_add_notify_2 (chain, IKEV2_NOTIFY_MSG_REKEY_SA, data,
2213                                       &notify);
2214
2215           vec_free (data);
2216         }
2217       else
2218         {
2219           if (vec_len (sa->rekey) > 0)
2220             {
2221               ikev2_payload_add_sa (chain, sa->rekey[0].r_proposal);
2222               ikev2_payload_add_nonce (chain, sa->r_nonce);
2223               ikev2_payload_add_ts (chain, sa->rekey[0].tsi,
2224                                     IKEV2_PAYLOAD_TSI);
2225               ikev2_payload_add_ts (chain, sa->rekey[0].tsr,
2226                                     IKEV2_PAYLOAD_TSR);
2227               vec_del1 (sa->rekey, 0);
2228             }
2229           else if (sa->unsupported_cp)
2230             {
2231               u8 *data = vec_new (u8, 1);
2232
2233               data[0] = sa->unsupported_cp;
2234               ikev2_payload_add_notify (chain,
2235                                         IKEV2_NOTIFY_MSG_UNSUPPORTED_CRITICAL_PAYLOAD,
2236                                         data);
2237               vec_free (data);
2238               sa->unsupported_cp = 0;
2239             }
2240           else
2241             {
2242               ikev2_payload_add_notify (chain,
2243                                         IKEV2_NOTIFY_MSG_NO_ADDITIONAL_SAS,
2244                                         0);
2245             }
2246         }
2247     }
2248
2249   /* IKEv2 header */
2250   ike->version = IKE_VERSION_2;
2251   ike->nextpayload = IKEV2_PAYLOAD_SK;
2252   tlen = sizeof (*ike);
2253   if (sa->is_initiator)
2254     {
2255       ike->flags = IKEV2_HDR_FLAG_INITIATOR;
2256       sa->last_init_msg_id = clib_net_to_host_u32 (ike->msgid);
2257     }
2258   else
2259     {
2260       ike->flags = IKEV2_HDR_FLAG_RESPONSE;
2261     }
2262
2263
2264   if (ike->exchange == IKEV2_EXCHANGE_SA_INIT)
2265     {
2266       tlen += vec_len (chain->data);
2267       ike->nextpayload = chain->first_payload_type;
2268       ike->length = clib_host_to_net_u32 (tlen);
2269       clib_memcpy_fast (ike->payload, chain->data, vec_len (chain->data));
2270
2271       /* store whole IKE payload - needed for PSK auth */
2272       vec_free (sa->last_sa_init_res_packet_data);
2273       vec_add (sa->last_sa_init_res_packet_data, ike, tlen);
2274     }
2275   else
2276     {
2277
2278       ikev2_payload_chain_add_padding (chain, tr_encr->block_size);
2279
2280       /* SK payload */
2281       plen = sizeof (*ph);
2282       ph = (ike_payload_header_t *) & ike->payload[0];
2283       ph->nextpayload = chain->first_payload_type;
2284       ph->flags = 0;
2285       int enc_len = ikev2_encrypt_data (sa, chain->data, ph->payload);
2286       plen += enc_len;
2287
2288       /* add space for hmac */
2289       plen += tr_integ->key_trunc;
2290       tlen += plen;
2291
2292       /* payload and total length */
2293       ph->length = clib_host_to_net_u16 (plen);
2294       ike->length = clib_host_to_net_u32 (tlen);
2295
2296       /* calc integrity data for whole packet except hash itself */
2297       integ =
2298         ikev2_calc_integr (tr_integ, sa->is_initiator ? sa->sk_ai : sa->sk_ar,
2299                            (u8 *) ike, tlen - tr_integ->key_trunc);
2300
2301       clib_memcpy_fast (ike->payload + tlen - tr_integ->key_trunc -
2302                         sizeof (*ike), integ, tr_integ->key_trunc);
2303
2304       /* store whole IKE payload - needed for retransmit */
2305       vec_free (sa->last_res_packet_data);
2306       vec_add (sa->last_res_packet_data, ike, tlen);
2307     }
2308
2309 done:
2310   ikev2_payload_destroy_chain (chain);
2311   vec_free (integ);
2312   return tlen;
2313 }
2314
2315 static int
2316 ikev2_retransmit_sa_init (ike_header_t * ike,
2317                           ip4_address_t iaddr, ip4_address_t raddr)
2318 {
2319   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
2320   ikev2_sa_t *sa;
2321   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
2322
2323   /* *INDENT-OFF* */
2324   pool_foreach (sa, km->per_thread_data[thread_index].sas, ({
2325     if (sa->ispi == clib_net_to_host_u64(ike->ispi) &&
2326         sa->iaddr.as_u32 == iaddr.as_u32 &&
2327         sa->raddr.as_u32 == raddr.as_u32)
2328       {
2329         int p = 0;
2330         u32 len = clib_net_to_host_u32(ike->length);
2331         u8 payload = ike->nextpayload;
2332
2333         while (p < len && payload!= IKEV2_PAYLOAD_NONE) {
2334           ike_payload_header_t * ikep = (ike_payload_header_t *) &ike->payload[p];
2335           u32 plen = clib_net_to_host_u16(ikep->length);
2336
2337           if (plen < sizeof(ike_payload_header_t))
2338             return -1;
2339
2340           if (payload == IKEV2_PAYLOAD_NONCE)
2341             {
2342               if (!memcmp(sa->i_nonce, ikep->payload, plen - sizeof(*ikep)))
2343                 {
2344                   /* req is retransmit */
2345                   if (sa->state == IKEV2_STATE_SA_INIT)
2346                     {
2347                       ike_header_t * tmp;
2348                       tmp = (ike_header_t*)sa->last_sa_init_res_packet_data;
2349                       ike->ispi = tmp->ispi;
2350                       ike->rspi = tmp->rspi;
2351                       ike->nextpayload = tmp->nextpayload;
2352                       ike->version = tmp->version;
2353                       ike->exchange = tmp->exchange;
2354                       ike->flags = tmp->flags;
2355                       ike->msgid = tmp->msgid;
2356                       ike->length = tmp->length;
2357                       clib_memcpy_fast(ike->payload, tmp->payload,
2358                              clib_net_to_host_u32(tmp->length) - sizeof(*ike));
2359                       ikev2_elog_uint_peers (IKEV2_LOG_DEBUG,
2360                                              "ispi %lx IKE_SA_INIT retransmit "
2361                                              "from %d.%d.%d.%d to %d.%d.%d.%d",
2362                                              ike->ispi,
2363                                              raddr.as_u32, iaddr.as_u32);
2364                       return 1;
2365                     }
2366                   /* else ignore req */
2367                   else
2368                     {
2369                       ikev2_elog_uint_peers (IKEV2_LOG_DEBUG,
2370                                              "ispi %lx IKE_SA_INIT ignore "
2371                                              "from %d.%d.%d.%d to %d.%d.%d.%d",
2372                                              ike->ispi,
2373                                              raddr.as_u32, iaddr.as_u32);
2374                       return -1;
2375                     }
2376                 }
2377             }
2378           payload = ikep->nextpayload;
2379           p+=plen;
2380         }
2381       }
2382   }));
2383   /* *INDENT-ON* */
2384
2385   /* req is not retransmit */
2386   return 0;
2387 }
2388
2389 static int
2390 ikev2_retransmit_resp (ikev2_sa_t * sa, ike_header_t * ike)
2391 {
2392   u32 msg_id = clib_net_to_host_u32 (ike->msgid);
2393
2394   /* new req */
2395   if (msg_id > sa->last_msg_id)
2396     {
2397       sa->last_msg_id = msg_id;
2398       return 0;
2399     }
2400   /* retransmitted req */
2401   else if (msg_id == sa->last_msg_id)
2402     {
2403       ike_header_t *tmp;
2404       tmp = (ike_header_t *) sa->last_res_packet_data;
2405       ike->ispi = tmp->ispi;
2406       ike->rspi = tmp->rspi;
2407       ike->nextpayload = tmp->nextpayload;
2408       ike->version = tmp->version;
2409       ike->exchange = tmp->exchange;
2410       ike->flags = tmp->flags;
2411       ike->msgid = tmp->msgid;
2412       ike->length = tmp->length;
2413       clib_memcpy_fast (ike->payload, tmp->payload,
2414                         clib_net_to_host_u32 (tmp->length) - sizeof (*ike));
2415       ikev2_elog_uint_peers (IKEV2_LOG_DEBUG, "IKE retransmit msgid %d",
2416                              msg_id, sa->raddr.as_u32, sa->iaddr.as_u32);
2417       return 1;
2418     }
2419   /* old req ignore */
2420   else
2421     {
2422       ikev2_elog_uint_peers (IKEV2_LOG_DEBUG, "IKE req ignore msgid %d",
2423                              msg_id, sa->raddr.as_u32, sa->iaddr.as_u32);
2424     }
2425   return -1;
2426 }
2427
2428 static void
2429 ikev2_init_sa (vlib_main_t * vm, ikev2_sa_t * sa)
2430 {
2431   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
2432   sa->liveness_period_check = vlib_time_now (vm) + km->liveness_period;
2433   sa->profile_index = ~0;
2434 }
2435
2436 static void
2437 ikev2_del_sa_init_from_main (u64 * ispi)
2438 {
2439   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
2440   uword *p = hash_get (km->sa_by_ispi, *ispi);
2441   if (p)
2442     {
2443       ikev2_sa_t *sai = pool_elt_at_index (km->sais, p[0]);
2444       hash_unset (km->sa_by_ispi, sai->ispi);
2445       ikev2_sa_free_all_vec (sai);
2446       pool_put (km->sais, sai);
2447     }
2448 }
2449
2450 static void
2451 ikev2_del_sa_init (u64 ispi)
2452 {
2453   vl_api_rpc_call_main_thread (ikev2_del_sa_init_from_main, (u8 *) & ispi,
2454                                sizeof (ispi));
2455 }
2456
2457 static uword
2458 ikev2_node_fn (vlib_main_t * vm,
2459                vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * frame)
2460 {
2461   u32 n_left_from, *from, *to_next;
2462   ikev2_next_t next_index;
2463   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
2464   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
2465
2466   from = vlib_frame_vector_args (frame);
2467   n_left_from = frame->n_vectors;
2468   next_index = node->cached_next_index;
2469
2470   while (n_left_from > 0)
2471     {
2472       u32 n_left_to_next;
2473
2474       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
2475
2476       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
2477         {
2478           u32 bi0;
2479           vlib_buffer_t *b0;
2480           u32 next0 = IKEV2_NEXT_ERROR_DROP;
2481           u32 sw_if_index0;
2482           ip4_header_t *ip40;
2483           udp_header_t *udp0;
2484           ike_header_t *ike0;
2485           ikev2_sa_t *sa0 = 0;
2486           ikev2_sa_t sa;        /* temporary store for SA */
2487           int len = 0;
2488           int r, is_req = 0, has_non_esp_marker = 0;
2489
2490           /* speculatively enqueue b0 to the current next frame */
2491           bi0 = from[0];
2492           to_next[0] = bi0;
2493           from += 1;
2494           to_next += 1;
2495           n_left_from -= 1;
2496           n_left_to_next -= 1;
2497
2498           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
2499
2500           if (b0->punt_reason == ipsec_punt_reason[IPSEC_PUNT_IP4_SPI_UDP_0])
2501             {
2502               u8 *ptr = vlib_buffer_get_current (b0);
2503               ip40 = (ip4_header_t *) ptr;
2504               ptr += sizeof (*ip40);
2505               udp0 = (udp_header_t *) ptr;
2506               ptr += sizeof (*udp0);
2507               ike0 = (ike_header_t *) ptr;
2508             }
2509           else
2510             {
2511               ike0 = vlib_buffer_get_current (b0);
2512               vlib_buffer_advance (b0, -sizeof (*udp0));
2513               udp0 = vlib_buffer_get_current (b0);
2514               vlib_buffer_advance (b0, -sizeof (*ip40));
2515               ip40 = vlib_buffer_get_current (b0);
2516             }
2517
2518           /* check for non-esp marker */
2519           if (*((u32 *) ike0) == 0)
2520             {
2521               ike0 = (ike_header_t *) ((u8 *) ike0 + sizeof (u32));
2522               has_non_esp_marker = 1;
2523             }
2524
2525           if (ike0->version != IKE_VERSION_2)
2526             {
2527               vlib_node_increment_counter (vm, ikev2_node.index,
2528                                            IKEV2_ERROR_NOT_IKEV2, 1);
2529               goto dispatch0;
2530             }
2531
2532           if (ike0->exchange == IKEV2_EXCHANGE_SA_INIT)
2533             {
2534               sa0 = &sa;
2535               clib_memset (sa0, 0, sizeof (*sa0));
2536
2537               if (ike0->flags & IKEV2_HDR_FLAG_INITIATOR)
2538                 {
2539                   if (ike0->rspi == 0)
2540                     {
2541                       sa0->raddr.as_u32 = ip40->dst_address.as_u32;
2542                       sa0->iaddr.as_u32 = ip40->src_address.as_u32;
2543                       sa0->dst_port = clib_net_to_host_u16 (udp0->src_port);
2544
2545                       r = ikev2_retransmit_sa_init (ike0, sa0->iaddr,
2546                                                     sa0->raddr);
2547                       if (r == 1)
2548                         {
2549                           vlib_node_increment_counter (vm, ikev2_node.index,
2550                                                        IKEV2_ERROR_IKE_SA_INIT_RETRANSMIT,
2551                                                        1);
2552                           len = clib_net_to_host_u32 (ike0->length);
2553                           goto dispatch0;
2554                         }
2555                       else if (r == -1)
2556                         {
2557                           vlib_node_increment_counter (vm, ikev2_node.index,
2558                                                        IKEV2_ERROR_IKE_SA_INIT_IGNORE,
2559                                                        1);
2560                           goto dispatch0;
2561                         }
2562
2563                       ikev2_process_sa_init_req (vm, sa0, ike0, udp0);
2564
2565                       if (sa0->state == IKEV2_STATE_SA_INIT)
2566                         {
2567                           ikev2_sa_free_proposal_vector (&sa0->r_proposals);
2568                           sa0->r_proposals =
2569                             ikev2_select_proposal (sa0->i_proposals,
2570                                                    IKEV2_PROTOCOL_IKE);
2571                           ikev2_generate_sa_init_data (sa0);
2572                         }
2573
2574                       if (sa0->state == IKEV2_STATE_SA_INIT
2575                           || sa0->state == IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE)
2576                         {
2577                           len = ikev2_generate_message (sa0, ike0, 0, udp0);
2578                         }
2579
2580                       if (sa0->state == IKEV2_STATE_SA_INIT)
2581                         {
2582                           /* add SA to the pool */
2583                           pool_get (km->per_thread_data[thread_index].sas,
2584                                     sa0);
2585                           clib_memcpy_fast (sa0, &sa, sizeof (*sa0));
2586                           ikev2_init_sa (vm, sa0);
2587                           hash_set (km->
2588                                     per_thread_data[thread_index].sa_by_rspi,
2589                                     sa0->rspi,
2590                                     sa0 -
2591                                     km->per_thread_data[thread_index].sas);
2592                         }
2593                       else
2594                         {
2595                           ikev2_sa_free_all_vec (sa0);
2596                         }
2597                     }
2598                 }
2599               else              //received sa_init without initiator flag
2600                 {
2601                   sa0->raddr.as_u32 = ip40->src_address.as_u32;
2602                   sa0->iaddr.as_u32 = ip40->dst_address.as_u32;
2603                   ikev2_process_sa_init_resp (vm, sa0, ike0, udp0);
2604
2605                   if (sa0->state == IKEV2_STATE_SA_INIT)
2606                     {
2607                       is_req = 1;
2608                       ike0->exchange = IKEV2_EXCHANGE_IKE_AUTH;
2609                       uword *p = hash_get (km->sa_by_ispi, ike0->ispi);
2610                       if (p)
2611                         {
2612                           ikev2_sa_t *sai =
2613                             pool_elt_at_index (km->sais, p[0]);
2614
2615                           if (clib_atomic_bool_cmp_and_swap
2616                               (&sai->init_response_received, 0, 1))
2617                             {
2618                               ikev2_complete_sa_data (sa0, sai);
2619                               ikev2_calc_keys (sa0);
2620                               ikev2_sa_auth_init (sa0);
2621                               len =
2622                                 ikev2_generate_message (sa0, ike0, 0, udp0);
2623                             }
2624                           else
2625                             {
2626                               /* we've already processed sa-init response */
2627                               sa0->state = IKEV2_STATE_UNKNOWN;
2628                             }
2629                         }
2630                     }
2631
2632                   if (sa0->state == IKEV2_STATE_SA_INIT)
2633                     {
2634                       /* add SA to the pool */
2635                       pool_get (km->per_thread_data[thread_index].sas, sa0);
2636                       clib_memcpy_fast (sa0, &sa, sizeof (*sa0));
2637                       hash_set (km->per_thread_data[thread_index].sa_by_rspi,
2638                                 sa0->rspi,
2639                                 sa0 - km->per_thread_data[thread_index].sas);
2640                     }
2641                   else
2642                     {
2643                       ikev2_sa_free_all_vec (sa0);
2644                     }
2645                 }
2646             }
2647           else if (ike0->exchange == IKEV2_EXCHANGE_IKE_AUTH)
2648             {
2649               uword *p;
2650               p = hash_get (km->per_thread_data[thread_index].sa_by_rspi,
2651                             clib_net_to_host_u64 (ike0->rspi));
2652               if (p)
2653                 {
2654                   sa0 =
2655                     pool_elt_at_index (km->per_thread_data[thread_index].sas,
2656                                        p[0]);
2657
2658                   r = ikev2_retransmit_resp (sa0, ike0);
2659                   if (r == 1)
2660                     {
2661                       vlib_node_increment_counter (vm, ikev2_node.index,
2662                                                    IKEV2_ERROR_IKE_REQ_RETRANSMIT,
2663                                                    1);
2664                       len = clib_net_to_host_u32 (ike0->length);
2665                       goto dispatch0;
2666                     }
2667                   else if (r == -1)
2668                     {
2669                       vlib_node_increment_counter (vm, ikev2_node.index,
2670                                                    IKEV2_ERROR_IKE_REQ_IGNORE,
2671                                                    1);
2672                       goto dispatch0;
2673                     }
2674
2675                   sa0->dst_port = clib_net_to_host_u16 (udp0->src_port);
2676                   ikev2_process_auth_req (vm, sa0, ike0);
2677                   ikev2_sa_auth (sa0);
2678                   if (sa0->state == IKEV2_STATE_AUTHENTICATED)
2679                     {
2680                       ikev2_initial_contact_cleanup (sa0);
2681                       ikev2_sa_match_ts (sa0);
2682                       if (sa0->state != IKEV2_STATE_TS_UNACCEPTABLE)
2683                         ikev2_create_tunnel_interface (vm, thread_index, sa0,
2684                                                        &sa0->childs[0],
2685                                                        p[0], 0, 0);
2686                     }
2687
2688                   if (sa0->is_initiator)
2689                     {
2690                       ikev2_del_sa_init (ike0->ispi);
2691                     }
2692                   else
2693                     {
2694                       len = ikev2_generate_message (sa0, ike0, 0, udp0);
2695                     }
2696                 }
2697             }
2698           else if (ike0->exchange == IKEV2_EXCHANGE_INFORMATIONAL)
2699             {
2700               uword *p;
2701               p = hash_get (km->per_thread_data[thread_index].sa_by_rspi,
2702                             clib_net_to_host_u64 (ike0->rspi));
2703               if (p)
2704                 {
2705                   sa0 =
2706                     pool_elt_at_index (km->per_thread_data[thread_index].sas,
2707                                        p[0]);
2708
2709                   r = ikev2_retransmit_resp (sa0, ike0);
2710                   if (r == 1)
2711                     {
2712                       vlib_node_increment_counter (vm, ikev2_node.index,
2713                                                    IKEV2_ERROR_IKE_REQ_RETRANSMIT,
2714                                                    1);
2715                       len = clib_net_to_host_u32 (ike0->length);
2716                       goto dispatch0;
2717                     }
2718                   else if (r == -1)
2719                     {
2720                       vlib_node_increment_counter (vm, ikev2_node.index,
2721                                                    IKEV2_ERROR_IKE_REQ_IGNORE,
2722                                                    1);
2723                       goto dispatch0;
2724                     }
2725
2726                   ikev2_process_informational_req (vm, sa0, ike0);
2727                   if (sa0->del)
2728                     {
2729                       if (sa0->del[0].protocol_id != IKEV2_PROTOCOL_IKE)
2730                         {
2731                           ikev2_delete_t *d, *tmp, *resp = 0;
2732                           vec_foreach (d, sa0->del)
2733                           {
2734                             ikev2_child_sa_t *ch_sa;
2735                             ch_sa = ikev2_sa_get_child (sa0, d->spi,
2736                                                         d->protocol_id,
2737                                                         !sa0->is_initiator);
2738                             if (ch_sa)
2739                               {
2740                                 ikev2_delete_tunnel_interface (km->vnet_main,
2741                                                                sa0, ch_sa);
2742                                 if (!sa0->is_initiator)
2743                                   {
2744                                     vec_add2 (resp, tmp, 1);
2745                                     tmp->protocol_id = d->protocol_id;
2746                                     tmp->spi = ch_sa->r_proposals[0].spi;
2747                                   }
2748                                 ikev2_sa_del_child_sa (sa0, ch_sa);
2749                               }
2750                           }
2751                           if (!sa0->is_initiator)
2752                             {
2753                               vec_free (sa0->del);
2754                               sa0->del = resp;
2755                             }
2756                         }
2757                     }
2758                   if (!(ike0->flags & IKEV2_HDR_FLAG_RESPONSE))
2759                     {
2760                       ike0->flags |= IKEV2_HDR_FLAG_RESPONSE;
2761                       len = ikev2_generate_message (sa0, ike0, 0, udp0);
2762                     }
2763                 }
2764             }
2765           else if (ike0->exchange == IKEV2_EXCHANGE_CREATE_CHILD_SA)
2766             {
2767               uword *p;
2768               p = hash_get (km->per_thread_data[thread_index].sa_by_rspi,
2769                             clib_net_to_host_u64 (ike0->rspi));
2770               if (p)
2771                 {
2772                   sa0 =
2773                     pool_elt_at_index (km->per_thread_data[thread_index].sas,
2774                                        p[0]);
2775
2776                   r = ikev2_retransmit_resp (sa0, ike0);
2777                   if (r == 1)
2778                     {
2779                       vlib_node_increment_counter (vm, ikev2_node.index,
2780                                                    IKEV2_ERROR_IKE_REQ_RETRANSMIT,
2781                                                    1);
2782                       len = clib_net_to_host_u32 (ike0->length);
2783                       goto dispatch0;
2784                     }
2785                   else if (r == -1)
2786                     {
2787                       vlib_node_increment_counter (vm, ikev2_node.index,
2788                                                    IKEV2_ERROR_IKE_REQ_IGNORE,
2789                                                    1);
2790                       goto dispatch0;
2791                     }
2792
2793                   ikev2_process_create_child_sa_req (vm, sa0, ike0);
2794                   if (sa0->rekey)
2795                     {
2796                       if (sa0->rekey[0].protocol_id != IKEV2_PROTOCOL_IKE)
2797                         {
2798                           if (sa0->childs)
2799                             ikev2_sa_free_all_child_sa (&sa0->childs);
2800                           ikev2_child_sa_t *child;
2801                           vec_add2 (sa0->childs, child, 1);
2802                           clib_memset (child, 0, sizeof (*child));
2803                           child->r_proposals = sa0->rekey[0].r_proposal;
2804                           child->i_proposals = sa0->rekey[0].i_proposal;
2805                           child->tsi = sa0->rekey[0].tsi;
2806                           child->tsr = sa0->rekey[0].tsr;
2807                           ikev2_create_tunnel_interface (vm, thread_index,
2808                                                          sa0, child, p[0],
2809                                                          child - sa0->childs,
2810                                                          1);
2811                         }
2812                       if (sa0->is_initiator)
2813                         {
2814                           vec_free (sa0->rekey);
2815                         }
2816                       else
2817                         {
2818                           len = ikev2_generate_message (sa0, ike0, 0, udp0);
2819                         }
2820                     }
2821                 }
2822             }
2823           else
2824             {
2825               ikev2_elog_uint_peers (IKEV2_LOG_WARNING, "IKEv2 exchange %d "
2826                                      "received from %d.%d.%d.%d to %d.%d.%d.%d",
2827                                      ike0->exchange,
2828                                      ip40->src_address.as_u32,
2829                                      ip40->dst_address.as_u32);
2830             }
2831
2832         dispatch0:
2833           /* if we are sending packet back, rewrite headers */
2834           if (len)
2835             {
2836               next0 = IKEV2_NEXT_IP4_LOOKUP;
2837               if (sa0->is_initiator)
2838                 {
2839                   ip40->dst_address.as_u32 = sa0->raddr.as_u32;
2840                   ip40->src_address.as_u32 = sa0->iaddr.as_u32;
2841                 }
2842               else
2843                 {
2844                   ip40->dst_address.as_u32 = sa0->iaddr.as_u32;
2845                   ip40->src_address.as_u32 = sa0->raddr.as_u32;
2846                 }
2847
2848               if (is_req)
2849                 {
2850                   udp0->dst_port = udp0->src_port =
2851                     clib_net_to_host_u16 (ikev2_get_port (sa0));
2852
2853                   if (udp0->dst_port == clib_net_to_host_u16 (IKEV2_PORT_NATT)
2854                       && sa0->natt)
2855                     {
2856                       if (!has_non_esp_marker)
2857                         len = ikev2_insert_non_esp_marker (ike0, len);
2858                     }
2859                 }
2860               else
2861                 {
2862                   if (has_non_esp_marker)
2863                     len += sizeof (ikev2_non_esp_marker);
2864
2865                   u16 tp = udp0->dst_port;
2866                   udp0->dst_port = udp0->src_port;
2867                   udp0->src_port = tp;
2868                 }
2869
2870               udp0->length =
2871                 clib_host_to_net_u16 (len + sizeof (udp_header_t));
2872               udp0->checksum = 0;
2873               b0->current_length =
2874                 len + sizeof (ip4_header_t) + sizeof (udp_header_t);
2875               ip40->length = clib_host_to_net_u16 (b0->current_length);
2876               ip40->checksum = ip4_header_checksum (ip40);
2877             }
2878           /* delete sa */
2879           if (sa0 && (sa0->state == IKEV2_STATE_DELETED ||
2880                       sa0->state == IKEV2_STATE_NOTIFY_AND_DELETE))
2881             {
2882               ikev2_child_sa_t *c;
2883
2884               vec_foreach (c, sa0->childs)
2885                 ikev2_delete_tunnel_interface (km->vnet_main, sa0, c);
2886
2887               ikev2_delete_sa (sa0);
2888             }
2889           sw_if_index0 = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX];
2890
2891           if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE)
2892                              && (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
2893             {
2894               ikev2_trace_t *t = vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t));
2895               t->sw_if_index = sw_if_index0;
2896               t->next_index = next0;
2897             }
2898
2899           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
2900                                            n_left_to_next, bi0, next0);
2901         }
2902
2903       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
2904     }
2905
2906   vlib_node_increment_counter (vm, ikev2_node.index,
2907                                IKEV2_ERROR_PROCESSED, frame->n_vectors);
2908   return frame->n_vectors;
2909 }
2910
2911 /* *INDENT-OFF* */
2912 VLIB_REGISTER_NODE (ikev2_node,static) = {
2913   .function = ikev2_node_fn,
2914   .name = "ikev2",
2915   .vector_size = sizeof (u32),
2916   .format_trace = format_ikev2_trace,
2917   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
2918
2919   .n_errors = ARRAY_LEN(ikev2_error_strings),
2920   .error_strings = ikev2_error_strings,
2921
2922   .n_next_nodes = IKEV2_N_NEXT,
2923
2924   .next_nodes = {
2925     [IKEV2_NEXT_IP4_LOOKUP] = "ip4-lookup",
2926         [IKEV2_NEXT_ERROR_DROP] = "error-drop",
2927   },
2928 };
2929 /* *INDENT-ON* */
2930
2931 // set ikev2 proposals when vpp is used as initiator
2932 static clib_error_t *
2933 ikev2_set_initiator_proposals (vlib_main_t * vm, ikev2_sa_t * sa,
2934                                ikev2_transforms_set * ts,
2935                                ikev2_sa_proposal_t ** proposals, int is_ike)
2936 {
2937   clib_error_t *r;
2938   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
2939   ikev2_sa_proposal_t *proposal;
2940   vec_add2 (*proposals, proposal, 1);
2941   ikev2_sa_transform_t *td;
2942   int error;
2943
2944   /* Encryption */
2945   error = 1;
2946   vec_foreach (td, km->supported_transforms)
2947   {
2948     if (td->type == IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ENCR
2949         && td->encr_type == ts->crypto_alg
2950         && td->key_len == ts->crypto_key_size / 8)
2951       {
2952         u16 attr[2];
2953         attr[0] = clib_host_to_net_u16 (14 | (1 << 15));
2954         attr[1] = clib_host_to_net_u16 (td->key_len << 3);
2955         vec_add (td->attrs, (u8 *) attr, 4);
2956         vec_add1 (proposal->transforms, *td);
2957         td->attrs = 0;
2958
2959         error = 0;
2960         break;
2961       }
2962   }
2963   if (error)
2964     {
2965       r = clib_error_return (0, "Unsupported algorithm");
2966       return r;
2967     }
2968
2969   if (is_ike || IKEV2_TRANSFORM_ENCR_TYPE_AES_GCM_16 != ts->crypto_alg)
2970     {
2971       /* Integrity */
2972       error = 1;
2973       vec_foreach (td, km->supported_transforms)
2974       {
2975         if (td->type == IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG
2976             && td->integ_type == ts->integ_alg)
2977           {
2978             vec_add1 (proposal->transforms, *td);
2979             error = 0;
2980             break;
2981           }
2982       }
2983       if (error)
2984         {
2985           ikev2_elog_error
2986             ("Didn't find any supported algorithm for IKEV2_TRANSFORM_TYPE_INTEG");
2987           r = clib_error_return (0, "Unsupported algorithm");
2988           return r;
2989         }
2990     }
2991
2992   /* PRF */
2993   if (is_ike)
2994     {
2995       error = 1;
2996       vec_foreach (td, km->supported_transforms)
2997       {
2998         if (td->type == IKEV2_TRANSFORM_TYPE_PRF
2999             && td->prf_type == IKEV2_TRANSFORM_PRF_TYPE_PRF_HMAC_SHA2_256)
3000           {
3001             vec_add1 (proposal->transforms, *td);
3002             error = 0;
3003             break;
3004           }
3005       }
3006       if (error)
3007         {
3008           r = clib_error_return (0, "Unsupported algorithm");
3009           return r;
3010         }
3011     }
3012
3013   /* DH */
3014   if (is_ike)
3015     {
3016       error = 1;
3017       vec_foreach (td, km->supported_transforms)
3018       {
3019         if (td->type == IKEV2_TRANSFORM_TYPE_DH && td->dh_type == ts->dh_type)
3020           {
3021             vec_add1 (proposal->transforms, *td);
3022             if (is_ike)
3023               {
3024                 sa->dh_group = td->dh_type;
3025               }
3026             error = 0;
3027             break;
3028           }
3029       }
3030       if (error)
3031         {
3032           r = clib_error_return (0, "Unsupported algorithm");
3033           return r;
3034         }
3035     }
3036
3037   if (!is_ike)
3038     {
3039       error = 1;
3040       vec_foreach (td, km->supported_transforms)
3041       {
3042         if (td->type == IKEV2_TRANSFORM_TYPE_ESN)
3043           {
3044             vec_add1 (proposal->transforms, *td);
3045             error = 0;
3046           }
3047       }
3048       if (error)
3049         {
3050           r = clib_error_return (0, "Unsupported algorithm");
3051           return r;
3052         }
3053     }
3054
3055
3056   return 0;
3057 }
3058
3059 static ikev2_profile_t *
3060 ikev2_profile_index_by_name (u8 * name)
3061 {
3062   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3063   uword *p;
3064
3065   p = mhash_get (&km->profile_index_by_name, name);
3066   if (!p)
3067     return 0;
3068
3069   return pool_elt_at_index (km->profiles, p[0]);
3070 }
3071
3072
3073 static void
3074 ikev2_send_ike (vlib_main_t * vm, ip4_address_t * src, ip4_address_t * dst,
3075                 u32 bi0, u32 len, u16 src_port, u16 dst_port, u32 sw_if_index)
3076 {
3077   ip4_header_t *ip40;
3078   udp_header_t *udp0;
3079   vlib_buffer_t *b0;
3080   vlib_frame_t *f;
3081   u32 *to_next;
3082
3083   b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
3084   vlib_buffer_advance (b0, -sizeof (udp_header_t));
3085   udp0 = vlib_buffer_get_current (b0);
3086   vlib_buffer_advance (b0, -sizeof (ip4_header_t));
3087   ip40 = vlib_buffer_get_current (b0);
3088
3089
3090   ip40->ip_version_and_header_length = 0x45;
3091   ip40->tos = 0;
3092   ip40->fragment_id = 0;
3093   ip40->flags_and_fragment_offset = 0;
3094   ip40->ttl = 0xff;
3095   ip40->protocol = IP_PROTOCOL_UDP;
3096   ip40->dst_address.as_u32 = dst->as_u32;
3097   ip40->src_address.as_u32 = src->as_u32;
3098   udp0->dst_port = clib_host_to_net_u16 (dst_port);
3099   udp0->src_port = clib_host_to_net_u16 (src_port);
3100   udp0->length = clib_host_to_net_u16 (len + sizeof (udp_header_t));
3101   udp0->checksum = 0;
3102   b0->current_length = len + sizeof (ip4_header_t) + sizeof (udp_header_t);
3103   ip40->length = clib_host_to_net_u16 (b0->current_length);
3104   ip40->checksum = ip4_header_checksum (ip40);
3105
3106   vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index;
3107   vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = ~0;
3108
3109   /* send the request */
3110   f = vlib_get_frame_to_node (vm, ip4_lookup_node.index);
3111   to_next = vlib_frame_vector_args (f);
3112   to_next[0] = bi0;
3113   f->n_vectors = 1;
3114   vlib_put_frame_to_node (vm, ip4_lookup_node.index, f);
3115
3116 }
3117
3118 static u32
3119 ikev2_get_new_ike_header_buff (vlib_main_t * vm, ike_header_t ** ike)
3120 {
3121   u32 bi0;
3122   if (vlib_buffer_alloc (vm, &bi0, 1) != 1)
3123     {
3124       *ike = 0;
3125       return 0;
3126     }
3127   vlib_buffer_t *b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
3128   *ike = vlib_buffer_get_current (b0);
3129   return bi0;
3130 }
3131
3132 clib_error_t *
3133 ikev2_set_local_key (vlib_main_t * vm, u8 * file)
3134 {
3135   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3136
3137   km->pkey = ikev2_load_key_file (file);
3138   if (km->pkey == NULL)
3139     return clib_error_return (0, "load key '%s' failed", file);
3140
3141   return 0;
3142 }
3143
3144 static_always_inline vnet_api_error_t
3145 ikev2_register_udp_port (ikev2_profile_t * p, u16 port)
3146 {
3147   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3148   udp_dst_port_info_t *pi;
3149
3150   uword *v = hash_get (km->udp_ports, port);
3151   pi = udp_get_dst_port_info (&udp_main, port, UDP_IP4);
3152
3153   if (v)
3154     {
3155       /* IKE already uses this port, only increment reference counter */
3156       ASSERT (pi);
3157       v[0]++;
3158     }
3159   else
3160     {
3161       if (pi)
3162         return VNET_API_ERROR_UDP_PORT_TAKEN;
3163
3164       udp_register_dst_port (km->vlib_main, port,
3165                              ipsec4_tun_input_node.index, 1);
3166       hash_set (km->udp_ports, port, 1);
3167     }
3168   p->ipsec_over_udp_port = port;
3169   return 0;
3170 }
3171
3172 static_always_inline void
3173 ikev2_unregister_udp_port (ikev2_profile_t * p)
3174 {
3175   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3176   uword *v;
3177
3178   if (p->ipsec_over_udp_port == IPSEC_UDP_PORT_NONE)
3179     return;
3180
3181   v = hash_get (km->udp_ports, p->ipsec_over_udp_port);
3182   if (!v)
3183     return;
3184
3185   v[0]--;
3186
3187   if (v[0] == 0)
3188     {
3189       udp_unregister_dst_port (km->vlib_main, p->ipsec_over_udp_port, 1);
3190       hash_unset (km->udp_ports, p->ipsec_over_udp_port);
3191     }
3192
3193   p->ipsec_over_udp_port = IPSEC_UDP_PORT_NONE;
3194 }
3195
3196 static void
3197 ikev2_initiate_delete_ike_sa_internal (vlib_main_t * vm,
3198                                        ikev2_main_per_thread_data_t * tkm,
3199                                        ikev2_sa_t * sa)
3200 {
3201   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3202   ip4_address_t *src, *dst;
3203
3204   /* Create the Initiator notification for IKE SA removal */
3205   ike_header_t *ike0;
3206   u32 bi0 = 0;
3207   int len;
3208
3209   bi0 = ikev2_get_new_ike_header_buff (vm, &ike0);
3210   if (!bi0)
3211     {
3212       ikev2_log_error ("buffer alloc failure");
3213       return;
3214     }
3215
3216   ike0->exchange = IKEV2_EXCHANGE_INFORMATIONAL;
3217   ike0->ispi = clib_host_to_net_u64 (sa->ispi);
3218   ike0->rspi = clib_host_to_net_u64 (sa->rspi);
3219   vec_resize (sa->del, 1);
3220   sa->del->protocol_id = IKEV2_PROTOCOL_IKE;
3221   sa->del->spi = sa->ispi;
3222   ike0->msgid = clib_host_to_net_u32 (sa->last_init_msg_id + 1);
3223   sa->last_init_msg_id = clib_net_to_host_u32 (ike0->msgid);
3224   len = ikev2_generate_message (sa, ike0, 0, 0);
3225
3226   if (sa->is_initiator)
3227     {
3228       src = &sa->iaddr;
3229       dst = &sa->raddr;
3230     }
3231   else
3232     {
3233       dst = &sa->iaddr;
3234       src = &sa->raddr;
3235     }
3236
3237   ikev2_send_ike (vm, src, dst, bi0, len,
3238                   ikev2_get_port (sa), sa->dst_port, 0);
3239
3240   /* delete local SA */
3241   ikev2_child_sa_t *c;
3242   vec_foreach (c, sa->childs)
3243     ikev2_delete_tunnel_interface (km->vnet_main, sa, c);
3244
3245   u64 rspi = sa->rspi;
3246   ikev2_sa_free_all_vec (sa);
3247   uword *p = hash_get (tkm->sa_by_rspi, rspi);
3248   if (p)
3249     {
3250       hash_unset (tkm->sa_by_rspi, rspi);
3251       pool_put (tkm->sas, sa);
3252     }
3253 }
3254
3255 static void
3256 ikev2_cleanup_profile_sessions (ikev2_main_t * km, ikev2_profile_t * p)
3257 {
3258   ikev2_main_per_thread_data_t *tkm;
3259   ikev2_sa_t *sa;
3260   u32 pi = p - km->profiles;
3261   u32 *sai;
3262   u32 *del_sai = 0;
3263
3264   vec_foreach (tkm, km->per_thread_data)
3265   {
3266     /* *INDENT-OFF* */
3267     pool_foreach (sa, tkm->sas, ({
3268       if (sa->profile_index != ~0 && pi == sa->profile_index)
3269         vec_add1 (del_sai, sa - tkm->sas);
3270     }));
3271     /* *INDENT-ON* */
3272
3273     vec_foreach (sai, del_sai)
3274     {
3275       sa = pool_elt_at_index (tkm->sas, sai[0]);
3276       ikev2_initiate_delete_ike_sa_internal (km->vlib_main, tkm, sa);
3277     }
3278
3279     vec_reset_length (del_sai);
3280   }
3281
3282   vec_free (del_sai);
3283 }
3284
3285 clib_error_t *
3286 ikev2_add_del_profile (vlib_main_t * vm, u8 * name, int is_add)
3287 {
3288   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3289   ikev2_profile_t *p;
3290
3291   if (is_add)
3292     {
3293       if (ikev2_profile_index_by_name (name))
3294         return clib_error_return (0, "policy %v already exists", name);
3295
3296       pool_get (km->profiles, p);
3297       clib_memset (p, 0, sizeof (*p));
3298       p->name = vec_dup (name);
3299       p->ipsec_over_udp_port = IPSEC_UDP_PORT_NONE;
3300       p->responder.sw_if_index = ~0;
3301       p->tun_itf = ~0;
3302       uword index = p - km->profiles;
3303       mhash_set_mem (&km->profile_index_by_name, name, &index, 0);
3304     }
3305   else
3306     {
3307       p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3308       if (!p)
3309         return clib_error_return (0, "policy %v does not exists", name);
3310
3311       ikev2_unregister_udp_port (p);
3312       ikev2_cleanup_profile_sessions (km, p);
3313
3314       vec_free (p->name);
3315       pool_put (km->profiles, p);
3316       mhash_unset (&km->profile_index_by_name, name, 0);
3317     }
3318   return 0;
3319 }
3320
3321 clib_error_t *
3322 ikev2_set_profile_auth (vlib_main_t * vm, u8 * name, u8 auth_method,
3323                         u8 * auth_data, u8 data_hex_format)
3324 {
3325   ikev2_profile_t *p;
3326   clib_error_t *r;
3327
3328   p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3329
3330   if (!p)
3331     {
3332       r = clib_error_return (0, "unknown profile %v", name);
3333       return r;
3334     }
3335   vec_free (p->auth.data);
3336   p->auth.method = auth_method;
3337   p->auth.data = vec_dup (auth_data);
3338   p->auth.hex = data_hex_format;
3339
3340   if (auth_method == IKEV2_AUTH_METHOD_RSA_SIG)
3341     {
3342       vec_add1 (p->auth.data, 0);
3343       if (p->auth.key)
3344         EVP_PKEY_free (p->auth.key);
3345       p->auth.key = ikev2_load_cert_file (auth_data);
3346       if (p->auth.key == NULL)
3347         return clib_error_return (0, "load cert '%s' failed", auth_data);
3348     }
3349
3350   return 0;
3351 }
3352
3353 clib_error_t *
3354 ikev2_set_profile_id (vlib_main_t * vm, u8 * name, u8 id_type, u8 * data,
3355                       int is_local)
3356 {
3357   ikev2_profile_t *p;
3358   clib_error_t *r;
3359
3360   if (id_type > IKEV2_ID_TYPE_ID_RFC822_ADDR
3361       && id_type < IKEV2_ID_TYPE_ID_KEY_ID)
3362     {
3363       r = clib_error_return (0, "unsupported identity type %U",
3364                              format_ikev2_id_type, id_type);
3365       return r;
3366     }
3367
3368   p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3369
3370   if (!p)
3371     {
3372       r = clib_error_return (0, "unknown profile %v", name);
3373       return r;
3374     }
3375
3376   if (is_local)
3377     {
3378       vec_free (p->loc_id.data);
3379       p->loc_id.type = id_type;
3380       p->loc_id.data = vec_dup (data);
3381     }
3382   else
3383     {
3384       vec_free (p->rem_id.data);
3385       p->rem_id.type = id_type;
3386       p->rem_id.data = vec_dup (data);
3387     }
3388
3389   return 0;
3390 }
3391
3392 clib_error_t *
3393 ikev2_set_profile_ts (vlib_main_t * vm, u8 * name, u8 protocol_id,
3394                       u16 start_port, u16 end_port, ip4_address_t start_addr,
3395                       ip4_address_t end_addr, int is_local)
3396 {
3397   ikev2_profile_t *p;
3398   clib_error_t *r;
3399
3400   p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3401
3402   if (!p)
3403     {
3404       r = clib_error_return (0, "unknown profile %v", name);
3405       return r;
3406     }
3407
3408   if (is_local)
3409     {
3410       p->loc_ts.start_addr.as_u32 = start_addr.as_u32;
3411       p->loc_ts.end_addr.as_u32 = end_addr.as_u32;
3412       p->loc_ts.start_port = start_port;
3413       p->loc_ts.end_port = end_port;
3414       p->loc_ts.protocol_id = protocol_id;
3415       p->loc_ts.ts_type = 7;
3416     }
3417   else
3418     {
3419       p->rem_ts.start_addr.as_u32 = start_addr.as_u32;
3420       p->rem_ts.end_addr.as_u32 = end_addr.as_u32;
3421       p->rem_ts.start_port = start_port;
3422       p->rem_ts.end_port = end_port;
3423       p->rem_ts.protocol_id = protocol_id;
3424       p->rem_ts.ts_type = 7;
3425     }
3426
3427   return 0;
3428 }
3429
3430
3431 clib_error_t *
3432 ikev2_set_profile_responder (vlib_main_t * vm, u8 * name,
3433                              u32 sw_if_index, ip4_address_t ip4)
3434 {
3435   ikev2_profile_t *p;
3436   clib_error_t *r;
3437
3438   p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3439
3440   if (!p)
3441     {
3442       r = clib_error_return (0, "unknown profile %v", name);
3443       return r;
3444     }
3445
3446   p->responder.sw_if_index = sw_if_index;
3447   p->responder.ip4 = ip4;
3448
3449   return 0;
3450 }
3451
3452 clib_error_t *
3453 ikev2_set_profile_ike_transforms (vlib_main_t * vm, u8 * name,
3454                                   ikev2_transform_encr_type_t crypto_alg,
3455                                   ikev2_transform_integ_type_t integ_alg,
3456                                   ikev2_transform_dh_type_t dh_type,
3457                                   u32 crypto_key_size)
3458 {
3459   ikev2_profile_t *p;
3460   clib_error_t *r;
3461
3462   p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3463
3464   if (!p)
3465     {
3466       r = clib_error_return (0, "unknown profile %v", name);
3467       return r;
3468     }
3469
3470   p->ike_ts.crypto_alg = crypto_alg;
3471   p->ike_ts.integ_alg = integ_alg;
3472   p->ike_ts.dh_type = dh_type;
3473   p->ike_ts.crypto_key_size = crypto_key_size;
3474   return 0;
3475 }
3476
3477 clib_error_t *
3478 ikev2_set_profile_esp_transforms (vlib_main_t * vm, u8 * name,
3479                                   ikev2_transform_encr_type_t crypto_alg,
3480                                   ikev2_transform_integ_type_t integ_alg,
3481                                   ikev2_transform_dh_type_t dh_type,
3482                                   u32 crypto_key_size)
3483 {
3484   ikev2_profile_t *p;
3485   clib_error_t *r;
3486
3487   p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3488
3489   if (!p)
3490     {
3491       r = clib_error_return (0, "unknown profile %v", name);
3492       return r;
3493     }
3494
3495   p->esp_ts.crypto_alg = crypto_alg;
3496   p->esp_ts.integ_alg = integ_alg;
3497   p->esp_ts.dh_type = dh_type;
3498   p->esp_ts.crypto_key_size = crypto_key_size;
3499   return 0;
3500 }
3501
3502 clib_error_t *
3503 ikev2_set_profile_tunnel_interface (vlib_main_t * vm,
3504                                     u8 * name, u32 sw_if_index)
3505 {
3506   ikev2_profile_t *p;
3507   clib_error_t *r;
3508
3509   p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3510
3511   if (!p)
3512     {
3513       r = clib_error_return (0, "unknown profile %v", name);
3514       return r;
3515     }
3516
3517   p->tun_itf = sw_if_index;
3518
3519   return 0;
3520 }
3521
3522 vnet_api_error_t
3523 ikev2_set_profile_ipsec_udp_port (vlib_main_t * vm, u8 * name, u16 port,
3524                                   u8 is_set)
3525 {
3526   ikev2_profile_t *p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3527   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3528   vnet_api_error_t rv = 0;
3529   uword *v;
3530
3531   if (!p)
3532     return VNET_API_ERROR_INVALID_VALUE;
3533
3534   if (is_set)
3535     {
3536       if (p->ipsec_over_udp_port != IPSEC_UDP_PORT_NONE)
3537         return VNET_API_ERROR_VALUE_EXIST;
3538
3539       rv = ikev2_register_udp_port (p, port);
3540     }
3541   else
3542     {
3543       v = hash_get (km->udp_ports, port);
3544       if (!v)
3545         return VNET_API_ERROR_IKE_NO_PORT;
3546
3547       if (p->ipsec_over_udp_port == IPSEC_UDP_PORT_NONE)
3548         return VNET_API_ERROR_INVALID_VALUE;
3549
3550       ikev2_unregister_udp_port (p);
3551     }
3552   return rv;
3553 }
3554
3555 clib_error_t *
3556 ikev2_set_profile_udp_encap (vlib_main_t * vm, u8 * name)
3557 {
3558   ikev2_profile_t *p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3559   clib_error_t *r;
3560
3561   if (!p)
3562     {
3563       r = clib_error_return (0, "unknown profile %v", name);
3564       return r;
3565     }
3566
3567   p->udp_encap = 1;
3568   return 0;
3569 }
3570
3571 clib_error_t *
3572 ikev2_set_profile_sa_lifetime (vlib_main_t * vm, u8 * name,
3573                                u64 lifetime, u32 jitter, u32 handover,
3574                                u64 maxdata)
3575 {
3576   ikev2_profile_t *p;
3577   clib_error_t *r;
3578
3579   p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3580
3581   if (!p)
3582     {
3583       r = clib_error_return (0, "unknown profile %v", name);
3584       return r;
3585     }
3586
3587   p->lifetime = lifetime;
3588   p->lifetime_jitter = jitter;
3589   p->handover = handover;
3590   p->lifetime_maxdata = maxdata;
3591   return 0;
3592 }
3593
3594 clib_error_t *
3595 ikev2_initiate_sa_init (vlib_main_t * vm, u8 * name)
3596 {
3597   ikev2_profile_t *p;
3598   clib_error_t *r;
3599   ip4_main_t *im = &ip4_main;
3600   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3601
3602   p = ikev2_profile_index_by_name (name);
3603
3604   if (!p)
3605     {
3606       r = clib_error_return (0, "unknown profile %v", name);
3607       return r;
3608     }
3609
3610   if (p->responder.sw_if_index == ~0 || p->responder.ip4.data_u32 == 0)
3611     {
3612       r = clib_error_return (0, "responder not set for profile %v", name);
3613       return r;
3614     }
3615
3616
3617   /* Create the Initiator Request */
3618   {
3619     ike_header_t *ike0;
3620     u32 bi0 = 0;
3621     ip_lookup_main_t *lm = &im->lookup_main;
3622     u32 if_add_index0;
3623     int len = sizeof (ike_header_t);
3624
3625     /* Get own iface IP */
3626     if_add_index0 =
3627       lm->if_address_pool_index_by_sw_if_index[p->responder.sw_if_index];
3628     ip_interface_address_t *if_add =
3629       pool_elt_at_index (lm->if_address_pool, if_add_index0);
3630     ip4_address_t *if_ip = ip_interface_address_get_address (lm, if_add);
3631
3632     bi0 = ikev2_get_new_ike_header_buff (vm, &ike0);
3633     if (!bi0)
3634       {
3635         char *errmsg = "buffer alloc failure";
3636         ikev2_log_error (errmsg);
3637         return clib_error_return (0, errmsg);
3638       }
3639
3640     /* Prepare the SA and the IKE payload */
3641     ikev2_sa_t sa;
3642     clib_memset (&sa, 0, sizeof (ikev2_sa_t));
3643     ikev2_payload_chain_t *chain = 0;
3644     ikev2_payload_new_chain (chain);
3645
3646     /* Build the IKE proposal payload */
3647     ikev2_sa_proposal_t *proposals = 0;
3648     ikev2_set_initiator_proposals (vm, &sa, &p->ike_ts, &proposals, 1);
3649     proposals[0].proposal_num = 1;
3650     proposals[0].protocol_id = IKEV2_PROTOCOL_IKE;
3651
3652     /* Add and then cleanup proposal data */
3653     ikev2_payload_add_sa (chain, proposals);
3654     ikev2_sa_free_proposal_vector (&proposals);
3655
3656     sa.is_initiator = 1;
3657     sa.profile_index = p - km->profiles;
3658     sa.state = IKEV2_STATE_SA_INIT;
3659     sa.tun_itf = p->tun_itf;
3660     sa.udp_encap = p->udp_encap;
3661     sa.ipsec_over_udp_port = p->ipsec_over_udp_port;
3662     sa.is_tun_itf_set = 1;
3663     sa.initial_contact = 1;
3664     sa.dst_port = IKEV2_PORT;
3665     ikev2_generate_sa_init_data (&sa);
3666     ikev2_payload_add_ke (chain, sa.dh_group, sa.i_dh_data);
3667     ikev2_payload_add_nonce (chain, sa.i_nonce);
3668
3669     /* Build the child SA proposal */
3670     vec_resize (sa.childs, 1);
3671     ikev2_set_initiator_proposals (vm, &sa, &p->esp_ts,
3672                                    &sa.childs[0].i_proposals, 0);
3673     sa.childs[0].i_proposals[0].proposal_num = 1;
3674     sa.childs[0].i_proposals[0].protocol_id = IKEV2_PROTOCOL_ESP;
3675     RAND_bytes ((u8 *) & sa.childs[0].i_proposals[0].spi,
3676                 sizeof (sa.childs[0].i_proposals[0].spi));
3677
3678     /* Add NAT detection notification messages (mandatory) */
3679     u8 *nat_detection_sha1 =
3680       ikev2_compute_nat_sha1 (clib_host_to_net_u64 (sa.ispi),
3681                               clib_host_to_net_u64 (sa.rspi),
3682                               clib_host_to_net_u32 (if_ip->as_u32),
3683                               clib_host_to_net_u16 (IKEV2_PORT));
3684
3685     ikev2_payload_add_notify (chain, IKEV2_NOTIFY_MSG_NAT_DETECTION_SOURCE_IP,
3686                               nat_detection_sha1);
3687     vec_free (nat_detection_sha1);
3688     nat_detection_sha1 =
3689       ikev2_compute_nat_sha1 (clib_host_to_net_u64 (sa.ispi),
3690                               clib_host_to_net_u64 (sa.rspi),
3691                               clib_host_to_net_u32 (p->responder.ip4.as_u32),
3692                               clib_host_to_net_u16 (sa.dst_port));
3693     ikev2_payload_add_notify (chain,
3694                               IKEV2_NOTIFY_MSG_NAT_DETECTION_DESTINATION_IP,
3695                               nat_detection_sha1);
3696     vec_free (nat_detection_sha1);
3697
3698     u8 *sig_hash_algo = vec_new (u8, 8);
3699     u64 tmpsig = clib_host_to_net_u64 (0x0001000200030004);
3700     clib_memcpy_fast (sig_hash_algo, &tmpsig, sizeof (tmpsig));
3701     ikev2_payload_add_notify (chain,
3702                               IKEV2_NOTIFY_MSG_SIGNATURE_HASH_ALGORITHMS,
3703                               sig_hash_algo);
3704     vec_free (sig_hash_algo);
3705
3706
3707     /* Buffer update and boilerplate */
3708     len += vec_len (chain->data);
3709     ike0->nextpayload = chain->first_payload_type;
3710     ike0->length = clib_host_to_net_u32 (len);
3711     clib_memcpy_fast (ike0->payload, chain->data, vec_len (chain->data));
3712     ikev2_payload_destroy_chain (chain);
3713
3714     ike0->version = IKE_VERSION_2;
3715     ike0->flags = IKEV2_HDR_FLAG_INITIATOR;
3716     ike0->exchange = IKEV2_EXCHANGE_SA_INIT;
3717     ike0->ispi = sa.ispi;
3718     ike0->rspi = 0;
3719     ike0->msgid = 0;
3720
3721     /* store whole IKE payload - needed for PSK auth */
3722     vec_free (sa.last_sa_init_req_packet_data);
3723     vec_add (sa.last_sa_init_req_packet_data, ike0, len);
3724
3725     /* add data to the SA then add it to the pool */
3726     sa.iaddr.as_u32 = if_ip->as_u32;
3727     sa.raddr.as_u32 = p->responder.ip4.as_u32;
3728     sa.i_id.type = p->loc_id.type;
3729     sa.i_id.data = vec_dup (p->loc_id.data);
3730     sa.i_auth.method = p->auth.method;
3731     sa.i_auth.hex = p->auth.hex;
3732     sa.i_auth.data = vec_dup (p->auth.data);
3733     sa.sw_if_index = p->responder.sw_if_index;
3734     vec_add (sa.childs[0].tsi, &p->loc_ts, 1);
3735     vec_add (sa.childs[0].tsr, &p->rem_ts, 1);
3736
3737     ikev2_initial_contact_cleanup (&sa);
3738
3739     /* add SA to the pool */
3740     ikev2_sa_t *sa0 = 0;
3741     pool_get (km->sais, sa0);
3742     clib_memcpy_fast (sa0, &sa, sizeof (*sa0));
3743     hash_set (km->sa_by_ispi, sa0->ispi, sa0 - km->sais);
3744
3745     ikev2_send_ike (vm, if_ip, &p->responder.ip4, bi0, len,
3746                     IKEV2_PORT, sa.dst_port, sa.sw_if_index);
3747
3748     ikev2_elog_exchange ("ispi %lx rspi %lx IKEV2_EXCHANGE_SA_INIT sent to "
3749                          "%d.%d.%d.%d", clib_host_to_net_u64 (sa0->ispi), 0,
3750                          p->responder.ip4.as_u32);
3751   }
3752
3753   return 0;
3754 }
3755
3756 static void
3757 ikev2_delete_child_sa_internal (vlib_main_t * vm, ikev2_sa_t * sa,
3758                                 ikev2_child_sa_t * csa)
3759 {
3760   /* Create the Initiator notification for child SA removal */
3761   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3762   ike_header_t *ike0;
3763   u32 bi0 = 0;
3764   int len;
3765
3766   bi0 = ikev2_get_new_ike_header_buff (vm, &ike0);
3767   if (!bi0)
3768     {
3769       ikev2_log_error ("buffer alloc failure");
3770       return;
3771     }
3772
3773   ike0->exchange = IKEV2_EXCHANGE_INFORMATIONAL;
3774   ike0->ispi = clib_host_to_net_u64 (sa->ispi);
3775   ike0->rspi = clib_host_to_net_u64 (sa->rspi);
3776   vec_resize (sa->del, 1);
3777   sa->del->protocol_id = IKEV2_PROTOCOL_ESP;
3778   sa->del->spi = csa->i_proposals->spi;
3779   ike0->msgid = clib_host_to_net_u32 (sa->last_init_msg_id + 1);
3780   sa->last_init_msg_id = clib_net_to_host_u32 (ike0->msgid);
3781   len = ikev2_generate_message (sa, ike0, 0, 0);
3782   if (sa->natt)
3783     len = ikev2_insert_non_esp_marker (ike0, len);
3784   ikev2_send_ike (vm, &sa->iaddr, &sa->raddr, bi0, len,
3785                   ikev2_get_port (sa), sa->dst_port, sa->sw_if_index);
3786
3787   /* delete local child SA */
3788   ikev2_delete_tunnel_interface (km->vnet_main, sa, csa);
3789   ikev2_sa_del_child_sa (sa, csa);
3790 }
3791
3792 clib_error_t *
3793 ikev2_initiate_delete_child_sa (vlib_main_t * vm, u32 ispi)
3794 {
3795   clib_error_t *r;
3796   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3797   ikev2_main_per_thread_data_t *tkm;
3798   ikev2_sa_t *fsa = 0;
3799   ikev2_child_sa_t *fchild = 0;
3800
3801   /* Search for the child SA */
3802   vec_foreach (tkm, km->per_thread_data)
3803   {
3804     ikev2_sa_t *sa;
3805     if (fchild)
3806       break;
3807     /* *INDENT-OFF* */
3808     pool_foreach (sa, tkm->sas, ({
3809       fchild = ikev2_sa_get_child(sa, ispi, IKEV2_PROTOCOL_ESP, 1);
3810       if (fchild)
3811         {
3812           fsa = sa;
3813           break;
3814         }
3815     }));
3816     /* *INDENT-ON* */
3817   }
3818
3819   if (!fchild || !fsa)
3820     {
3821       r = clib_error_return (0, "Child SA not found");
3822       return r;
3823     }
3824   else
3825     {
3826       ikev2_delete_child_sa_internal (vm, fsa, fchild);
3827     }
3828
3829   return 0;
3830 }
3831
3832 clib_error_t *
3833 ikev2_initiate_delete_ike_sa (vlib_main_t * vm, u64 ispi)
3834 {
3835   clib_error_t *r;
3836   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3837   ikev2_main_per_thread_data_t *tkm;
3838   ikev2_sa_t *fsa = 0;
3839   ikev2_main_per_thread_data_t *ftkm = 0;
3840
3841   /* Search for the IKE SA */
3842   vec_foreach (tkm, km->per_thread_data)
3843   {
3844     ikev2_sa_t *sa;
3845     if (fsa)
3846       break;
3847     /* *INDENT-OFF* */
3848     pool_foreach (sa, tkm->sas, ({
3849       if (sa->ispi == ispi)
3850         {
3851           fsa = sa;
3852           ftkm = tkm;
3853           break;
3854         }
3855     }));
3856     /* *INDENT-ON* */
3857   }
3858
3859   if (!fsa)
3860     {
3861       r = clib_error_return (0, "IKE SA not found");
3862       return r;
3863     }
3864
3865   ikev2_initiate_delete_ike_sa_internal (vm, ftkm, fsa);
3866   return 0;
3867 }
3868
3869 static void
3870 ikev2_rekey_child_sa_internal (vlib_main_t * vm, ikev2_sa_t * sa,
3871                                ikev2_child_sa_t * csa)
3872 {
3873   /* Create the Initiator request for create child SA */
3874   ike_header_t *ike0;
3875   u32 bi0 = 0;
3876   int len;
3877
3878   bi0 = ikev2_get_new_ike_header_buff (vm, &ike0);
3879   if (!bi0)
3880     {
3881       ikev2_log_error ("buffer alloc failure");
3882       return;
3883     }
3884
3885   ike0->version = IKE_VERSION_2;
3886   ike0->flags = IKEV2_HDR_FLAG_INITIATOR;
3887   ike0->exchange = IKEV2_EXCHANGE_CREATE_CHILD_SA;
3888   ike0->ispi = clib_host_to_net_u64 (sa->ispi);
3889   ike0->rspi = clib_host_to_net_u64 (sa->rspi);
3890   ike0->msgid = clib_host_to_net_u32 (sa->last_init_msg_id + 1);
3891   sa->last_init_msg_id = clib_net_to_host_u32 (ike0->msgid);
3892
3893   ikev2_rekey_t *rekey;
3894   vec_add2 (sa->rekey, rekey, 1);
3895   ikev2_sa_proposal_t *proposals = vec_dup (csa->i_proposals);
3896
3897   /*need new ispi */
3898   RAND_bytes ((u8 *) & proposals[0].spi, sizeof (proposals[0].spi));
3899   rekey->spi = proposals[0].spi;
3900   rekey->ispi = csa->i_proposals->spi;
3901   len = ikev2_generate_message (sa, ike0, proposals, 0);
3902   if (sa->natt)
3903     len = ikev2_insert_non_esp_marker (ike0, len);
3904   ikev2_send_ike (vm, &sa->iaddr, &sa->raddr, bi0, len,
3905                   ikev2_get_port (sa), ikev2_get_port (sa), sa->sw_if_index);
3906   vec_free (proposals);
3907 }
3908
3909 clib_error_t *
3910 ikev2_initiate_rekey_child_sa (vlib_main_t * vm, u32 ispi)
3911 {
3912   clib_error_t *r;
3913   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3914   ikev2_main_per_thread_data_t *tkm;
3915   ikev2_sa_t *fsa = 0;
3916   ikev2_child_sa_t *fchild = 0;
3917
3918   /* Search for the child SA */
3919   vec_foreach (tkm, km->per_thread_data)
3920   {
3921     ikev2_sa_t *sa;
3922     if (fchild)
3923       break;
3924     /* *INDENT-OFF* */
3925     pool_foreach (sa, tkm->sas, ({
3926       fchild = ikev2_sa_get_child(sa, ispi, IKEV2_PROTOCOL_ESP, 1);
3927       if (fchild)
3928         {
3929           fsa = sa;
3930           break;
3931         }
3932     }));
3933     /* *INDENT-ON* */
3934   }
3935
3936   if (!fchild || !fsa)
3937     {
3938       r = clib_error_return (0, "Child SA not found");
3939       return r;
3940     }
3941   else
3942     {
3943       ikev2_rekey_child_sa_internal (vm, fsa, fchild);
3944     }
3945
3946   return 0;
3947 }
3948
3949 clib_error_t *
3950 ikev2_init (vlib_main_t * vm)
3951 {
3952   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
3953   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
3954   int thread_id;
3955
3956   clib_memset (km, 0, sizeof (ikev2_main_t));
3957   km->vnet_main = vnet_get_main ();
3958   km->vlib_main = vm;
3959
3960   km->liveness_period = IKEV2_LIVENESS_PERIOD_CHECK;
3961   km->liveness_max_retries = IKEV2_LIVENESS_RETRIES;
3962   ikev2_crypto_init (km);
3963
3964   mhash_init_vec_string (&km->profile_index_by_name, sizeof (uword));
3965
3966   vec_validate_aligned (km->per_thread_data, tm->n_vlib_mains - 1,
3967                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
3968   for (thread_id = 0; thread_id < tm->n_vlib_mains - 1; thread_id++)
3969     {
3970       km->per_thread_data[thread_id].sa_by_rspi =
3971         hash_create (0, sizeof (uword));
3972     }
3973
3974   km->sa_by_ispi = hash_create (0, sizeof (uword));
3975   km->sw_if_indices = hash_create (0, 0);
3976   km->udp_ports = hash_create (0, sizeof (uword));
3977
3978   udp_register_dst_port (vm, IKEV2_PORT, ikev2_node.index, 1);
3979   udp_register_dst_port (vm, IKEV2_PORT_NATT, ikev2_node.index, 1);
3980
3981   vlib_punt_hdl_t punt_hdl = vlib_punt_client_register ("ikev2");
3982   vlib_punt_register (punt_hdl, ipsec_punt_reason[IPSEC_PUNT_IP4_SPI_UDP_0],
3983                       "ikev2");
3984   ikev2_cli_reference ();
3985
3986   km->log_level = IKEV2_LOG_ERROR;
3987   km->log_class = vlib_log_register_class ("ikev2", 0);
3988   return 0;
3989 }
3990
3991 /* *INDENT-OFF* */
3992 VLIB_INIT_FUNCTION (ikev2_init) =
3993 {
3994   .runs_after = VLIB_INITS("ipsec_init", "ipsec_punt_init"),
3995 };
3996 /* *INDENT-ON* */
3997
3998 static u8
3999 ikev2_mngr_process_child_sa (ikev2_sa_t * sa, ikev2_child_sa_t * csa,
4000                              u8 del_old_ids)
4001 {
4002   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
4003   ikev2_profile_t *p = 0;
4004   vlib_main_t *vm = km->vlib_main;
4005   f64 now = vlib_time_now (vm);
4006   u8 res = 0;
4007
4008   if (sa->profile_index != ~0)
4009     p = pool_elt_at_index (km->profiles, sa->profile_index);
4010
4011   if (sa->is_initiator && p && csa->time_to_expiration
4012       && now > csa->time_to_expiration)
4013     {
4014       if (!csa->is_expired || csa->rekey_retries > 0)
4015         {
4016           ikev2_rekey_child_sa_internal (vm, sa, csa);
4017           csa->time_to_expiration = now + p->handover;
4018           csa->is_expired = 1;
4019           if (csa->rekey_retries == 0)
4020             {
4021               csa->rekey_retries = 5;
4022             }
4023           else if (csa->rekey_retries > 0)
4024             {
4025               csa->rekey_retries--;
4026               ikev2_log_debug ("Rekeying Child SA 0x%x, retries left %d",
4027                                csa->i_proposals->spi, csa->rekey_retries);
4028               if (csa->rekey_retries == 0)
4029                 {
4030                   csa->rekey_retries = -1;
4031                 }
4032             }
4033           res |= 1;
4034         }
4035       else
4036         {
4037           csa->time_to_expiration = 0;
4038           ikev2_delete_child_sa_internal (vm, sa, csa);
4039           res |= 1;
4040         }
4041     }
4042
4043   if (del_old_ids)
4044     {
4045       ipip_tunnel_t *ipip = NULL;
4046       u32 sw_if_index = sa->is_tun_itf_set ? sa->tun_itf : ~0;
4047       if (~0 == sw_if_index)
4048         {
4049           ip46_address_t local_ip;
4050           ip46_address_t remote_ip;
4051           if (sa->is_initiator)
4052             {
4053               ip46_address_set_ip4 (&local_ip, &sa->iaddr);
4054               ip46_address_set_ip4 (&remote_ip, &sa->raddr);
4055             }
4056           else
4057             {
4058               ip46_address_set_ip4 (&local_ip, &sa->raddr);
4059               ip46_address_set_ip4 (&remote_ip, &sa->iaddr);
4060             }
4061
4062        /* *INDENT-OFF* */
4063        ipip_tunnel_key_t key = {
4064          .src = local_ip,
4065          .dst = remote_ip,
4066          .transport = IPIP_TRANSPORT_IP4,
4067          .fib_index = 0,
4068        };
4069        /* *INDENT-ON* */
4070
4071           ipip = ipip_tunnel_db_find (&key);
4072
4073           if (ipip)
4074             sw_if_index = ipip->sw_if_index;
4075           else
4076             return res;
4077         }
4078
4079       u32 *sas_in = NULL;
4080       vec_add1 (sas_in, csa->remote_sa_id);
4081       ipsec_tun_protect_update (sw_if_index, NULL, csa->local_sa_id, sas_in);
4082       ipsec_sa_unlock_id (ikev2_flip_alternate_sa_bit (csa->remote_sa_id));
4083     }
4084
4085   return res;
4086 }
4087
4088 int
4089 ikev2_set_log_level (ikev2_log_level_t log_level)
4090 {
4091   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
4092
4093   if (log_level >= IKEV2_LOG_MAX)
4094     {
4095       ikev2_log_error ("unknown logging level %d", log_level);
4096       return -1;
4097     }
4098
4099   km->log_level = log_level;
4100   return 0;
4101 }
4102
4103 clib_error_t *
4104 ikev2_set_liveness_params (u32 period, u32 max_retries)
4105 {
4106   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
4107
4108   if (period == 0 || max_retries == 0)
4109     return clib_error_return (0, "invalid args");
4110
4111   km->liveness_period = period;
4112   km->liveness_max_retries = max_retries;
4113   return 0;
4114 }
4115
4116 static void
4117 ikev2_mngr_process_ipsec_sa (ipsec_sa_t * ipsec_sa)
4118 {
4119   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
4120   vlib_main_t *vm = km->vlib_main;
4121   ikev2_main_per_thread_data_t *tkm;
4122   ikev2_sa_t *fsa = 0;
4123   ikev2_profile_t *p = 0;
4124   ikev2_child_sa_t *fchild = 0;
4125   f64 now = vlib_time_now (vm);
4126   vlib_counter_t counts;
4127
4128   /* Search for the SA and child SA */
4129   vec_foreach (tkm, km->per_thread_data)
4130   {
4131     ikev2_sa_t *sa;
4132     if (fchild)
4133       break;
4134     /* *INDENT-OFF* */
4135     pool_foreach (sa, tkm->sas, ({
4136       fchild = ikev2_sa_get_child(sa, ipsec_sa->spi, IKEV2_PROTOCOL_ESP, 1);
4137       if (fchild)
4138         {
4139           fsa = sa;
4140           break;
4141         }
4142     }));
4143     /* *INDENT-ON* */
4144   }
4145   vlib_get_combined_counter (&ipsec_sa_counters,
4146                              ipsec_sa->stat_index, &counts);
4147
4148   if (fsa && fsa->profile_index != ~0 && fsa->is_initiator)
4149     p = pool_elt_at_index (km->profiles, fsa->profile_index);
4150
4151   if (fchild && p && p->lifetime_maxdata)
4152     {
4153       if (!fchild->is_expired && counts.bytes > p->lifetime_maxdata)
4154         {
4155           fchild->time_to_expiration = now;
4156         }
4157     }
4158 }
4159
4160 static void
4161 ikev2_process_pending_sa_init (ikev2_main_t * km)
4162 {
4163   u32 sai;
4164   u64 ispi;
4165   ikev2_sa_t *sa;
4166
4167   /* *INDENT-OFF* */
4168   hash_foreach (ispi, sai, km->sa_by_ispi,
4169   ({
4170     sa = pool_elt_at_index (km->sais, sai);
4171     if (sa->init_response_received)
4172       continue;
4173
4174     u32 bi0;
4175     if (vlib_buffer_alloc (km->vlib_main, &bi0, 1) != 1)
4176       return;
4177
4178     vlib_buffer_t * b = vlib_get_buffer (km->vlib_main, bi0);
4179     clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_current (b),
4180         sa->last_sa_init_req_packet_data,
4181         vec_len (sa->last_sa_init_req_packet_data));
4182     ikev2_send_ike (km->vlib_main, &sa->iaddr, &sa->raddr, bi0,
4183         vec_len (sa->last_sa_init_req_packet_data),
4184         ikev2_get_port (sa), IKEV2_PORT, sa->sw_if_index);
4185   }));
4186   /* *INDENT-ON* */
4187 }
4188
4189 static vlib_node_registration_t ikev2_mngr_process_node;
4190
4191 static void
4192 ikev2_send_informational_request (ikev2_sa_t * sa)
4193 {
4194   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
4195   ip4_address_t *src, *dst;
4196   ike_header_t *ike0;
4197   u32 bi0 = 0;
4198   u16 dp;
4199   int len;
4200
4201   bi0 = ikev2_get_new_ike_header_buff (km->vlib_main, &ike0);
4202   if (!bi0)
4203     {
4204       ikev2_log_error ("buffer alloc failure");
4205       return;
4206     }
4207
4208   ike0->exchange = IKEV2_EXCHANGE_INFORMATIONAL;
4209   ike0->ispi = clib_host_to_net_u64 (sa->ispi);
4210   ike0->rspi = clib_host_to_net_u64 (sa->rspi);
4211   ike0->msgid = clib_host_to_net_u32 (sa->last_init_msg_id + 1);
4212   sa->last_init_msg_id = clib_net_to_host_u32 (ike0->msgid);
4213   len = ikev2_generate_message (sa, ike0, 0, 0);
4214   if (sa->natt)
4215     len = ikev2_insert_non_esp_marker (ike0, len);
4216
4217   if (sa->is_initiator)
4218     {
4219       src = &sa->iaddr;
4220       dst = &sa->raddr;
4221     }
4222   else
4223     {
4224       dst = &sa->iaddr;
4225       src = &sa->raddr;
4226     }
4227
4228   dp = sa->dst_port ? sa->dst_port : ikev2_get_port (sa);
4229   ikev2_send_ike (km->vlib_main, src, dst, bi0, len, ikev2_get_port (sa), dp,
4230                   sa->sw_if_index);
4231 }
4232
4233 static_always_inline int
4234 ikev2_mngr_process_responder_sas (ikev2_sa_t * sa)
4235 {
4236   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
4237   vlib_main_t *vm = km->vlib_main;
4238
4239   if (!sa->sk_ai || !sa->sk_ar)
4240     return 0;
4241
4242   if (sa->liveness_retries >= km->liveness_max_retries)
4243     return 1;
4244
4245   f64 now = vlib_time_now (vm);
4246
4247   if (sa->liveness_period_check < now)
4248     {
4249       sa->liveness_retries++;
4250       sa->liveness_period_check = now + km->liveness_period;
4251       ikev2_send_informational_request (sa);
4252     }
4253   return 0;
4254 }
4255
4256 static uword
4257 ikev2_mngr_process_fn (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * rt,
4258                        vlib_frame_t * f)
4259 {
4260   ikev2_main_t *km = &ikev2_main;
4261   ipsec_main_t *im = &ipsec_main;
4262   ikev2_profile_t *p;
4263   ikev2_child_sa_t *c;
4264   u32 *sai;
4265
4266   while (1)
4267     {
4268       u8 req_sent = 0;
4269       vlib_process_wait_for_event_or_clock (vm, 1);
4270       vlib_process_get_events (vm, NULL);
4271
4272       /* process ike child sas */
4273       ikev2_main_per_thread_data_t *tkm;
4274       vec_foreach (tkm, km->per_thread_data)
4275       {
4276         ikev2_sa_t *sa;
4277         u32 *to_be_deleted = 0;
4278
4279         /* *INDENT-OFF* */
4280         pool_foreach (sa, tkm->sas, ({
4281           ikev2_child_sa_t *c;
4282           u8 del_old_ids = 0;
4283           if (sa->old_remote_id_present && 0 > sa->old_id_expiration)
4284             {
4285               sa->old_remote_id_present = 0;
4286               del_old_ids = 1;
4287             }
4288           else
4289             sa->old_id_expiration -= 1;
4290
4291           vec_foreach (c, sa->childs)
4292             {
4293             req_sent |= ikev2_mngr_process_child_sa(sa, c, del_old_ids);
4294             }
4295
4296           if (ikev2_mngr_process_responder_sas (sa))
4297             vec_add1 (to_be_deleted, sa - tkm->sas);
4298         }));
4299         /* *INDENT-ON* */
4300
4301         vec_foreach (sai, to_be_deleted)
4302         {
4303           sa = pool_elt_at_index (tkm->sas, sai[0]);
4304           u8 reinitiate = (sa->is_initiator && sa->profile_index != ~0);
4305           vec_foreach (c, sa->childs)
4306           {
4307             ikev2_delete_tunnel_interface (km->vnet_main, sa, c);
4308             ikev2_sa_del_child_sa (sa, c);
4309           }
4310           ikev2_sa_free_all_vec (sa);
4311           hash_unset (tkm->sa_by_rspi, sa->rspi);
4312           pool_put (tkm->sas, sa);
4313
4314           if (reinitiate)
4315             {
4316               p = pool_elt_at_index (km->profiles, sa->profile_index);
4317               if (p)
4318                 {
4319                   ikev2_initiate_sa_init (vm, p->name);
4320                 }
4321             }
4322         }
4323         vec_free (to_be_deleted);
4324       }
4325
4326       /* process ipsec sas */
4327       ipsec_sa_t *sa;
4328       /* *INDENT-OFF* */
4329       pool_foreach (sa, im->sad, ({
4330         ikev2_mngr_process_ipsec_sa(sa);
4331       }));
4332       /* *INDENT-ON* */
4333
4334       ikev2_process_pending_sa_init (km);
4335
4336       if (req_sent)
4337         {
4338           vlib_process_wait_for_event_or_clock (vm, 5);
4339           vlib_process_get_events (vm, NULL);
4340           req_sent = 0;
4341         }
4342
4343     }
4344   return 0;
4345 }
4346
4347 /* *INDENT-OFF* */
4348 VLIB_REGISTER_NODE (ikev2_mngr_process_node, static) = {
4349     .function = ikev2_mngr_process_fn,
4350     .type = VLIB_NODE_TYPE_PROCESS,
4351     .name =
4352     "ikev2-manager-process",
4353 };
4354
4355 VLIB_PLUGIN_REGISTER () = {
4356     .version = VPP_BUILD_VER,
4357     .description = "Internet Key Exchange (IKEv2) Protocol",
4358 };
4359 /* *INDENT-ON* */
4360
4361 /*
4362  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
4363  *
4364  * Local Variables:
4365  * eval: (c-set-style "gnu")
4366  * End:
4367  */